【多用户访问一个文件】文件锁

1、当多个用户同时访问一个文件的时候，Linux会采取给文件上锁的机制防止共享资源产生竞争状态。于是便有了文件锁的概念。

2、文件锁包括建议性锁和强制性锁。

建议锁要求每个上锁文件的进程都要检查是否有锁存在，并且尊重已有的锁。在一般情况下内核和操作系统都不使用建议性锁。

 

3、强制性锁是由内核执行的锁，当一个文件被上锁进行写入操作的时候，内核将阻止其他任何文件对该文件进行读写操作。但是会损耗性能，每次读写操作都会检查是否有锁存在。

 

4、实现上锁操作的函数由flock以及fcntl。flock主要是实现建议性锁，但是fcntl除了建议性锁还有强制性锁。同时fcntl还能实现记录锁。记录锁包括读取锁（共享锁）和写入锁（排斥锁）。

5、flock函数

   功能：锁定文件或解除锁定文件，只能锁定整个文件，无法锁定文件的某一区域。

   原型： int flock(int fd,int operation);

   参数：operation

      LOCK_SH建立共享锁定。多个进程可同时对同一个文件作共享锁定。

      LOCK_EX建立互斥锁定。一个文件同时只有一个互斥锁定。

      LOCK_UN解除文件锁定状态。

      LOCK_NB无法建立锁定时，此操作可不被阻断，马上返回进程。通常与      LOCK_SH或LOCK_EX做OR(|)组合。

     flock()根据调用时operation参数传入LOCK_UN的值来释放一个文件锁。此外，锁会在相应的文件描述符被关闭之后自动释放。同时，当一个文件描述符被复制时（dup()、dup2()、或一个fcntl() F_DUPFD操作），新的文件描述符会引用同一个文件锁。

flock(fd, LOCK_EX);

new_fd = dup(fd);

flock(new_fd, LOCK_UN);

这段代码先在fd上设置一个互斥锁，然后通过fd创建一个指向相同文件的新文件描述符new_fd，最后通过new_fd来解锁。

 

返回值：返回0表示成功，若有错误则返回-1，错误代码存于errno。

表头文件： #include<sys/file.h>

 

6、fcntl函数

   功能：可以施加建议性锁，还可以施加强制锁。同时，fcntl还能对文件的某一记录进行上锁，也就是记录锁。对整个文件区域加锁

   原型：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

参数fd代表欲设置的文件描述符。

cmd

参数cmd代表打算操作的指令。有以下的几种情况

F_DUPFD：用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述符，并且复制参数fd的文件描述符。

F_GETFD：取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。

F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg的FD_CLOEXEC位决定。

F_GETFL 取得文件描述符状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。

F_SETFL 设置文件描述符状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。

F_GETLK 取得文件锁定的状态

F_SETLK 设置文件锁定的状态。。此时flcok 结构的l_type值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES或EAGAIN。

代码：   r = fcntl(fd,F_SETLK,&lk);
             if(r == 0) printf("枷锁成功！\n");
             else printf("枷锁失败！\n");