文件锁 fcntl()函数说明

一.fcntl()函数说明：

当多个用户共同使用、操作一个文件的情况下，这时，Linux通常采用的方法是给文件上锁，来避免共享的资源产生竞争的状态。

文件锁包括建议性锁和强制性锁。建议性锁要求每个上锁文件的进程都要检查是否有锁存在，并且尊重己有的锁。在一般情况下，内核和系统都不使用建议性锁。强制性锁是由内核执行的锁，当文件上锁进行写入操作时，内核将阻止其他任何文件对其进行读写操作。采用强制性锁对性能的影响很大，每次读写操作都必须检查是否有锁存在。

在Linux中，实现文件上锁的函数有flock()和fcntl()，其中flock()用于对文件施加建议性锁，而fcntl()不仅可以施加建议性锁，还可以施加强制性锁，还能对文件的某一记录进行上锁，也就是记录锁。
记录锁又分为读取锁和写入锁。读取锁又称共享锁，能使多个进程都在文件的同一部分建立读取锁。写入锁又称为排斥锁，在任何时刻只能有一个进程在文件的某个部分建立写入锁。在文件的同一部分不能同时建立读取锁和写入锁。

二.fcntl()函数格式

所需头文件：#include<sys/types.h>,#include<unistd.h>,include<fcntl.h>

函数原型：int fcntl(intfd,cmd,struct flock*lock)

函数参数：

fd：文件描述符

cmd：

 F_DUPFD：复制文件描述符
 F_GETFD：获得fd的close-on-exec标志，若标志未设置，则文件经过exec函数之后仍保持打开状态。
 F_SETFD：设置close-on-exec标志，该标志以参数arg的FD_CLOEXEC位决定。
 F_GETFL：得到open设置的标志
 F_SETFL：改变open设置的标志
 F_GETFK：根据lock描述，决定是否上文件锁
 F_SETFK：设置lock描述的文件锁
 F_SETLKW：这是F_SETLK的阻塞版本（命令名中的W表示等待（wait））。如果存在其它锁，则调用进程睡眠；如果捕捉到信号则睡眠中断
 F_GETOWN：检索将收到SIGIO和SIGURG信号的进程号或进程组号
 F_SETOWN：设置进程号或进程组号

lock:结构为flock，记录锁的具体状态

struct flock
{
   short l_type;
   off_t l_start;
   short l_whence;
   off_t l_len;
   pid_t l_pid;
}

Lock结构变量取值：

l_type：F_RDLCK：读取锁（共享锁）
       F_WRLCK：写入锁（排斥锁）
       F_UNLCK：解锁
l_start：相对位移量（字节）
l_whence:相对位移量的起点（同lseek的whence）：
        SEEK_SET：当前位置为文件开头，新位置为偏移量的大小
        SEEK_CUR：当前位置为文件指针位置，新位置为当前位置加上偏移量
        SEEK_END：当前位置为文件的结尾，新位置为文件的大小加上偏移量大小
l_len：加锁区域长度

小技巧：为了锁定整个文件，通常的做法是将l_start设置为0，l_whence设置为SEEK_SET,l_len设置为0
二.fcntl()函数使用实例

 
int lock_set(int fd,int type)
{
  struct flock lock;
  lock.l_type=type;
  lock.l_start=0;
  lock.l_whence=SEEK_SET;
  lock.l_len=0;
  lock.l_pid=-1;

  fcntl(fd,F_GETLK,&lock);
  if(lock.l_type!=F_UNLCK)
  {
   
   if(lock.l_type==F_RDLCK)         //该文件已有读取锁
    {
     printf("Read lock already set by %d\n",lock.l_pid);
    }
    elseif(lock.l_type==F_WRLCK)   //该文件已有写入锁
    {
     printf("Write lock already set by %d\n",lock.l_pid);
    }
  }

 
  lock.l_type=type;

 
 if((fcntl(fd,F_SETLKW,&lock))<0)
  {
    printf("Lockfailed:type=%d\n",lock.l_type);
    return1;
  }

 switch(lock.l_type)
  {
    caseF_RDLCK:
    {
     printf("Read lock set by %d\n",getpid());
    }
   break;

   case F_WRLCK:
    {
     printf("Write lock set by %d\n",getpid());
    }
   break;

   case F_UNLCK:
    {
     printf("Release lock by %d\n",getpid());
     return 1;
    }
   break;

  default:
   break;
  }

  return 0;

}

 

#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<sys/file.h>
#include "lock_set.c"

int main(void)
{
  int fd;

 
  fd=open("hello",O_RDWR|O_CREAT,0644);
  if(fd<0)
  {
    printf("Openfile error!!\n");
   exit(1);
  }

 
  lock_set(fd,F_WRLCK);
  getchar();
 
  lock_set(fd,F_UNLCK);
  getchar();
  close(fd);
  exit(0);
}