文件锁

根据底层的实现, Linux的文件锁主要有两种: flock和lockf(需要对lockf说明的是它只是fcntl系统调用的一个封装). 这两种文件锁是从历史上不同的标准中起源的, flock来自BSD而lockf来自POSIX, 因此lockf(或fcntl)实现的锁在类型上又叫做POSIX锁.

从使用角度讲, lockf(或fcntl)实现了更细粒度文件锁：记录锁。

• 可以使用lockf(或fcntl)对文件的部分字节上锁
• flock只能对整个文件加锁
• flock的语义是针对文件的锁
• lockf是针对文件描述符的锁
• fcntl系统调用可以支持强制锁(Mandatory locking)

flock创建的锁是和文件打开表项(struct file)相关联的, 而不是fd. 因此复制文件fd(通过fork或者dup)后, 通过这两个fd都可以操作这把锁, 子进程继承父进程的锁.

示例程序

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>

#define PATH "/tmp/test-lock"

int main()
{
    int fd = 0;
    pid_t pid =0;
    fd = open(PATH, O_RDWR|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);
    if (fd < 0) {
        perror("open()");
        exit(1);
    }

    if (flock(fd, LOCK_EX) < 0) {
        perror("flock()");
        exit(1);
    }
    printf("pid=<%d>: locked!\n", getpid());

    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork()");
        exit(1);
    }

    if (pid == 0) {
        /*若子进程中重新打开文件, 子进程会阻塞*/
        if (flock(fd, LOCK_EX) < 0) {
            perror("flock()");
            exit(1);
        }
        printf("pid=<%d>: locked!\n", getpid());
        exit(0);
    }
    wait(NULL);
    unlink(PATH);
    exit(0);
}

该程序编译运行后父子进程都会显示 :locked.

备注 上面代码中, 若使用lockf(fd, F_LOCK, 0)的方式加锁, 子进程将阻塞.

标准IO库文件锁

#include <stdio.h>

void flockfile(FILE * filehandle);
int ftrylockfile(FILE * filehandle);
void funlockfile(FILE * filehandle);

注意事项

标准库实现的锁是在用户态的FILE结构体中实现的, 而非内核中的数据结构来实现. 因此只能处理 一个进程中的多个线程之间共享的FILE的文件 操作: 多个线程必须同时操作一个用fopen打开的FILE; 如果内部自己使用fopen重新打开文件, 返回的FILE *地址不同, 也起不到线程的互斥作用.

文件锁相关命令

• flock
• lslocks
• cat /proc/locks