unix/linux 进程间文件锁

转自 http://www.cnblogs.com/hjslovewcl/archive/2011/03/14/2314333.html

有三种不同的文件锁，这三种都是“咨询性”的，也就是说它们依靠程序之间的合作，所以一个项目中的所有程序封锁政策的一致是非常重要的，当你的程序需要和第三方软件共享文件时应该格外地小心。有些程序利用诸如 FIlENAME.lock 的文件锁文件，然后简单地测试此类文件是否存在。这种方法显然不太好，因为当产生文件的进程被杀后，锁文件依然存在，这样文件也许会被永久锁住。UUCP 中把产生文件的进程号PID存入文件，但这样做仍然不保险，因为PID的利用是回收型的。
这里是三个文件锁函数：
     flock();
     lockf();
     fcntl();

flock()是从BSD中衍生出来的，但目前在大多数UNIX系统上都能找到，在单个主机上flock()简单有效，但它不能在NFS上工作。Perl中也有一个有点让人迷惑的flock()函数，但却是在perl内部实现的。fcntl()是唯一的符合POSIX标准的文件锁实现，所以也是唯一可移植的。它也同时是最强大的文件锁--也是最难用的。在NFS文件系统上，fcntl()请求会被递交给叫rpc.lockd的守护进程，然后由它负责和主机端的lockd对话，和flock()不同，fcntl()可以实现记录层上的封锁。lockf()只是一个简化了的fcntl()文件锁接口。
无论你使用哪一种文件锁，请一定记住在锁生效之前用sync来更新你所有的文件输入/输出。

lock(fd);
write_to(some_function_of(fd));
flush_output_to(fd); /* 在去锁之前一定要冲洗输出 */
unlock(fd);
do_something_else; /* 也许另外一个进程会更新它 */
lock(fd);
seek(fd, somewhere); /* 因为原来的文件指针已不安全 */
do_something_with(fd); ...
一些有用的fcntl()封锁方法(为了简洁略去错误处理):

实践：

 #include <fcntl.h>;
 #include <unistd.h>;  

 read_lock(int fd)   /* 整个文件上的一个共享的文件锁 */
 {
         fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_RDLCK, SEEK_SET));
 }  

 write_lock(int fd)  /* 整个文件上的一个排外文件锁 */
 {
         fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
 }  

 append_lock(int fd) /* 一个封锁文件结尾的锁，
                            其他进程可以访问现有内容 */
 {
         fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_END));
 }
前面所用的file_lock函数如下：
 struct flock* file_lock(short type, short whence)
 {
         static struct flock ret ;
         ret.l_type = type ;
         ret.l_start =  ;
         ret.l_whence = whence ;
         ret.l_len =  ;
         ret.l_pid = getpid() ;
         return &ret ;
 }  

 

//lock.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
struct flock* file_lock(short type, short whence)
{
    static struct flock ret;
    ret.l_type = type ;
    ret.l_start = ;
    ret.l_whence = whence;
    ret.l_len = ;
    ret.l_pid = getpid();
    return &ret;
}
int main()
{
    int fd = open("1.txt", O_WRONLY|O_APPEND);
    for(int i=; i<; ++i) {
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
        char buf[] = {};
        sprintf(buf, "hello world %d/n", i);
        int len = strlen(buf);
        write(fd, buf, len);
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_UNLCK, SEEK_SET));
        sleep();
    }
    close(fd);
}
//lock2.c...同lock.c相比只是修改了下buf内容
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
struct flock* file_lock(short type, short whence)
{
    static struct flock ret;
    ret.l_type = type ;
    ret.l_start = ;
    ret.l_whence = whence;
    ret.l_len = ;
    ret.l_pid = getpid();
    return &ret;
}
int main()
{
    int fd = open("1.txt", O_WRONLY|O_APPEND);
    for(int i=; i<; ++i) {
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
        char buf[] = {};
        sprintf(buf, "china %d/n", i);
        int len = strlen(buf);
        write(fd, buf, len);
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_UNLCK, SEEK_SET));
        sleep();
    }
    close(fd);
}  

1. g++ lock.c -o 1
2. g++ lock2.c -o 2
3. 执行两个程序就能看到互斥的效果了