fcntl函数

来源:互联网 发布:企业官网源码 编辑:程序博客网 时间:2024/03/28 20:54

fcntl函数

 

该函数可以改变已打开的文件的性质。

     #include <fcntl.h>

     int fcntl(int fields, int cmd, .../* int arg */); //若成功则依赖于cmd,若出错则返回-1

第三个参数总是一个整数,与上面所示函数原型中的注释部分相对应。但是在作为记录锁用时,第三个参数则是指向一个结构的指针。

   fcntl函数有5种功能:

     1.复制一个现有的描述符(cmd=F_DUPFD).

     2.获得/设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD).

     3.获得/设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL).

     4.获得/设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN).

     5.获得/设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

#include<fcntl.h>

#include<unistd.h>

#include<iostream>

#include<errno.h>

using namespace std;

int main(int argc,char* argv[])

{

int fd,var;

// fd=open("new",O_RDWR);

if (argc!=2)

{

      perror("--");

      cout<<"请输入参数,即文件名!"<<endl;

}

if((var=fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL, 0))<0)

{

     strerror(errno);

     cout<<"fcntl file error."<<endl;

}

switch(var & O_ACCMODE)

{

   case O_RDONLY : cout<<"Read only.."<<endl;

                   break;

   case O_WRONLY : cout<<"Write only.."<<endl;

                   break;

   case O_RDWR   : cout<<"Read wirte.."<<endl;

                   break;

   default : break;

}

if (val & O_APPEND)

    cout<<",append"<<endl;

if (val & O_NONBLOCK)

    cout<<",noblocking"<<endl;

cout<<"exit 0"<<endl;

exit(0);

}

fcntl文件锁有两种类型:建议性锁和强制性锁

       建议性锁是这样规定的:每个使用上锁文件的进程都要检查是否有锁存在,当然还得尊重已有的锁。内核和系统总体上都坚持不使用建议性锁,它们依靠程序员遵守这个规定。

       强制性锁是由内核执行的。当文件被上锁来进行写入操作时,在锁定该文件的进程释放该锁之前,内核会阻止任何对该文件的读或写访问,每次读或写访问都得检查锁是否存在。

       系统默认fcntl都是建议性锁,强制性锁是非POSIX标准的。如果要使用强制性锁,要使整个系统可以使用强制性锁,那么得需要重新挂载文件系统, mount使用参数 -0 mand打开强制性锁,或者关闭已加锁文件的组执行权限并且打开该文件的set-GID权限位。

       建议性锁只在cooperating processes之间才有用,对cooperating process的理解是最重要的,它指的是会影响其它进程的进程或被别的进程所影响的进程,举两个例子:

(1)我们可以同时在两个窗口中运行同一个命令,对同一个文件进行操作,那么这两个进程就是cooperating processes;

   (2) cat file | sort, 那么cat和sort产生的进程就是使用了pipe的cooperating processes。

       使用fcntl文件锁进行I/O操作必须小心:进程在开始任何I/O操作前如何去处理锁,在对文件解锁前如何完成所有的操作,是必须考虑的。如果在设置锁之前打开文件,或者读取该锁之后关闭文件,另一个进程就可能在上锁/解锁操作和打开/关闭操作之间的几分之一秒内访问该文件。当一个进程对文件加锁后,无论它是否释放所加的锁,只要文件关闭,内核都会自动释放加在文件上的建议性锁(这也是建议性锁和强制性锁的最大区别), 所以不要想设置建议性锁来达到永久不让别的进程访问文件的目的(强制性锁才可以)^_^;强制性锁则对所有进程起作用。

       fcntl使用三个参数 F_SETLK/F_SETLKW, F_UNLCK和F_GETLK, 来分别要求、释放、测试record locks, record locks是对文件一部分而不是整个文件的锁,这种细致的控制使得进程更好地协作以共享文件资源。fcntl能够用于读取锁和写入锁,read lock也叫shared lock(共享锁), 因为多个cooperating process能够在文件的同一部分建立读取锁;write lock被称为exclusive lock(排斥锁), 因为任何时刻只能有一个cooperating process在文件的某部分上建立写入锁。如果cooperating processes对文件进行操作,那么它们可以同时对文件加read lock, 在一个cooperating process加write lock之前,必须释放别的cooperating process加在该文件的read lock和wrtie lock, 也就是说,对于文件只能有一个write lock存在,read lock和wrtie lock不能共存。

【fcntl系统调用】

功能描述:

根据文件描述词来操作文件的特性。

用法:

int fcntl(int fd, int cmd);

int fcntl(int fd, int cmd, long arg);

int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);

参数:

fd:文件描述词。

cmd:操作命令。

arg:供命令使用的参数。

lock:同上。

有以下操作命令可供使用

一. F_DUPFD

复制文件描述词 。

二. FD_CLOEXEC

设置close-on-exec标志。如果FD_CLOEXEC位是0,执行execve的过程中,文件保持打开。反之则关闭。

三.   F_GETFD

读取文件描述词标志。

四.   F_SETFD

设置文件描述词标志。

五. F_GETFL

读取文件状态标志。

六.   F_SETFL

设置文件状态标志。其中O_RDONLY, O_WRONLY, O_RDWR, O_CREAT, O_EXCL, O_NOCTTY 和 O_TRUNC不受影响,可以更改的标志有 O_APPEND,O_ASYNC, O_DIRECT, O_NOATIME 和 O_NONBLOCK。

七. F_GETLK, F_SETLK 和 F_SETLKW

获取,释放或测试记录锁,使用到的参数是以下结构体指针

struct flock {

             ...

             short l_type;    /* 锁类型: F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */

             short l_whence; /* l_start字段参照点: SEEK_SET(文件头), SEEK_CUR(文件当前位置), SEEK_END(文件尾) */

             off_t l_start;   /* 相对于l_whence字段的偏移量 */

             off_t l_len;     /* 需要锁定的长度 */

             pid_t l_pid;     /* 当前获得文件锁的进程标识(F_GETLK) */

             ...

         };

F_SETLK:在指定的字节范围获取锁(F_RDLCK, F_WRLCK)或者释放锁(F_UNLCK)。如果与另一个进程的锁操作发生冲突,返回 -1并将errno设置为EACCES或EAGAIN。

      

F_SETLKW:行为如同F_SETLK,除了不能获取锁时会睡眠等待外。如果在等待的过程中接收到信号,会立即返回并将errno置为EINTR。

F_GETLK:获取文件锁信息。

F_UNLCK:释放文件锁。

为了设置读锁,文件必须以读的方式打开。为了设置写锁,文件必须以写的方式打开。为了设置读写锁,文件必须以读写的方式打开。

八. 信号管理

F_GETOWN, F_SETOWN, F_GETSIG 和 F_SETSIG 被用于IO可获取的信号。

F_GETOWN:获取当前在文件描述词 fd上接收到SIGIO 或 SIGURG事件信号的进程或进程组标识 。

F_SETOWN:设置将要在文件描述词fd上接收SIGIO 或 SIGURG事件信号的进程或进程组标识 。

F_GETSIG:获取标识输入输出可进行的信号。

F_SETSIG:设置标识输入输出可进行的信号。

使用以上命令,大部分时间程序无须使用select()或poll()即可实现完整的异步I/O。

九. 租约( Leases)

F_SETLEASE 和 F_GETLEASE 被用于当前进程在文件上的租约。文件租约提供当一个进程试图打开或折断文件内容时,拥有文件租约的进程将会被通告的机制。

F_SETLEASE:根据以下符号值设置或者删除文件租约

1.F_RDLCK设置读租约,当文件由另一个进程以写的方式打开或折断内容时,拥有租约的当前进程会被通告。

2.F_WRLCK设置写租约,当文件由另一个进程以读或以写的方式打开或折断内容时,拥有租约的当前进程会被通告。

3.F_UNLCK删除文件租约。

F_GETLEASE:获取租约类型。

十.文件或目录改变通告

(linux 2.4以上)当fd索引的目录或目录中所包含的某一文件发生变化时,将会向进程发出通告。arg参数指定的通告事件有以下,两个或多个值可以通过或运算组合。

1.DN_ACCESS 文件被访问 (read, pread, readv)

2.DN_MODIFY 文件被修改(write, pwrite,writev, truncate, ftruncate)

3.DN_CREATE 文件被建立(open, creat, mknod, mkdir, link, symlink, rename)

4.DN_DELETE 文件被删除(unlink, rmdir)

5.DN_RENAME 文件被重命名(rename)

6.DN_ATTRIB 文件属性被改变(chown, chmod, utime[s])

返回说明:

成功执行时,对于不同的操作,有不同的返回值

F_DUPFD: 新文件描述词

F_GETFD: 标志值

F_GETFL: 标志值

F_GETOWN: 文件描述词属主

F_GETSIG: 读写变得可行时将要发送的通告信号,或者0对于传统的SIGIO行为

对于其它命令返回0。

失败返回-1,errno被设为以下的某个值

EACCES/EAGAIN: 操作不被允许,尚未可行

EBADF: 文件描述词无效

EDEADLK: 探测到可能会发生死锁

EFAULT: 锁操作发生在可访问的地址空间外

EINTR: 操作被信号中断

EINVAL: 参数无效

EMFILE: 进程已超出文件的最大可使用范围

ENOLCK: 锁已被用尽

EPERM:权能不允许

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