Linux 文件锁

当多个进程同时访问操作同一个文件时，我们怎么保证文件数据的正确性。

linux通常采用的方法是文件上锁，来避免共享资源的产生竞争状态。

文件锁包括建议性锁和强制性的锁：

建议性的锁 ：顾名思义，相对温柔一些，在对文件进行锁操作时，会检测是否已经有锁存在，并且尊重已有的锁。在一般的情况下，内核和系统都不使用建议锁。

强制性锁    ：由内核执行的锁，当一个文件被上锁进行写入操作的时候， 内核将阻止其他进程进行读写操作。采用强制性的锁对系统的性能影响很大，每次进行读写操作都必须                     检查是否有所存在。

在linux中对文件进行锁操作，可以使用lockf()和fcntl()这两个函数：

前者对文件施加建议性锁，后者为两种锁都行。另外fcntl还可以对文件的某一记录上锁。
fcntl函数原型：

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

fd为文件描述符

cmd为一些命令参数

flcok结构体用来设置记录锁的具体状态。

fcntl() 对已打开的文件描述符进行操作，并根据命令参数的不同能够执行不同的任务。

关于文件锁的几个命令选项如下：

F_GETLK 根据lock参数值，决定是否上文件锁

F_SETLK 设置lock参数值的文件锁

F_SETLKW 这是 F_GETLK的阻塞版本，在无法获取锁时，会进入睡眠状态

flock结构体的定义如下：
   struct flock {
             short l_type;
             off_t l_start;
             short l_whence;
             off_t l_len;
             pid_t l_pid;
   }

l_type有三个选项：    

F_RDLCK  : 共享锁，只读用

F_WRLCK : 独占锁(写操作锁)       

F_UNLCK  : 解除锁定

l_start 为相对位移量
                  l_whence 必须是以下几个值之一( 在 unistd.h 中定义)：
                  SEEK_SET : 文件开始位置
                  SEEK_CUR: 文件当前位置
                  SEEK_END: 文件末尾位置
                   l_len 加锁的长度
                   l_pid当前文件操作的进程id号
文件2 test01.c，代码如下:

#include <unistd.h>

#include <sys/file.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

    FILE  *fp = NULL;
    int   i   = ;    //20秒时间
    
    //打开文件
    if ((fp = fopen("./test.ok", "r+b")) == NULL) 
        printf("file open error!\n");

    //给该文件加锁
    if (flock(fp->_fileno, LOCK_EX) != ) 
        printf("file lock by others\n");

    //进入循环,加锁时间为20秒,打印倒计时
    while() 
    {   
        printf("%d\n", i--);
        sleep();
        if (i == )
            break;
    }

    //20秒后退出,关闭文件
    fclose(fp);

    //文件解锁
    flock(fp->_fileno, LOCK_UN);
    return ;
}

文件2 test02.c，代码如下:

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

int main(void)
{
    FILE *fp = NULL;
    int  i   = ;
    
    //打开文件
    if ((fp = fopen("./test.ok", "r+b")) == NULL) 
        printf("file open error!\n");

    flock(fp->_fileno, LOCK_EX); //文件加锁

    while() //进入循环
    {   
        printf("%d\n", i++);
        sleep();
    }

    fclose(fp); //关闭文件

    flock(fp->_fileno, LOCK_UN); //释放文件锁

    return ;
} 

 首先运行test01.c,紧接着运行test02.c（运行test01.c后20秒内要运行test02.c否则看不到现象）

 现象:

test01.c执行起来以后，开始倒计时。

此时运行test02.c会阻塞在加锁处。

当test01.c运行20秒后关闭文件，并释放文件锁后，test02.c会开始运行。

测试：

1.************************************

#include <unistd.h>

#include <sys/file.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

    FILE  *fp = NULL;

    int   i   = 20;    //20秒时间

    //打开文件

    if ((fp = fopen("./test.ok", "r+")) == NULL)

        printf("file open error!\n");

    //给该文件加锁

    if (flock(fp, LOCK_NB|LOCK_EX) != 0)

    {

        printf("file lock fail \n");

            //进入循环,加锁时间为20秒,打印倒计时

    }

    else

    {

            while(1)

            {

                printf("倒计时%d秒\n", i--);

                sleep(1);

                if (i == 0)

                {

                   printf("倒计时结束，程序退出  !\n", i--);

                   break;

                }

            }

    }

    //20秒后退出,关闭文件

    fclose(fp);

    //文件解锁

    flock(fp, LOCK_UN);

    //20秒后退出,关闭文件

    //fclose(fp);

    return 0;

}

2.************************************************

#include <unistd.h>

#include <sys/file.h>

#include <sys/types.h>

#include <sys/stat.h>

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

    FILE *fp = NULL;

    int  i   = 0;

    //打开文件

    if ((fp = fopen("./test.ok", "r+b")) == NULL)

        printf("file open error!\n");

    flock(fp, LOCK_UN); //释放文件锁

    if(flock(fp, LOCK_EX) != 0) //文件加锁

    {

        printf("gei wenjian lock~~ \n");

    }

    else

    {

            while(1) //进入循环

            {

                printf("前进到第%d秒\n", i++);

                sleep(1);

                if(i == 20)

                    break;

            }

    }

    fclose(fp); //关闭文件

    flock(fp, LOCK_UN); //释放文件锁

    return 0;

}

测试竟然不成功。