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。

1. lock(fd);
2. write_to(some_function_of(fd));
3. flush_output_to(fd); /* 在去锁之前一定要冲洗输出 */
4. unlock(fd);
5. do_something_else;   /* 也许另外一个进程会更新它 */
6. lock(fd);
7. seek(fd, somewhere); /* 因为原来的文件指针已不安全 */
8. do_something_with(fd); ...
9. 一些有用的fcntl()封锁方法(为了简洁略去错误处理):
10. #include <fcntl.h>;
11. #include <unistd.h>;
12. read_lock(int fd)   /* 整个文件上的一个共享的文件锁 */
13. {
14. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_RDLCK, SEEK_SET));
15. }
16. write_lock(int fd)  /* 整个文件上的一个排外文件锁 */
17. {
18. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
19. }
20. append_lock(int fd) /* 一个封锁文件结尾的锁，
21. 其他进程可以访问现有内容 */
22. {
23. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_END));
24. }
25. 前面所用的file_lock函数如下：
26. struct flock* file_lock(short type, short whence)
27. {
28. static struct flock ret ;
29. ret.l_type = type ;
30. ret.l_start = 0 ;
31. ret.l_whence = whence ;
32. ret.l_len = 0 ;
33. ret.l_pid = getpid() ;
34. return &ret ;
35. }

1. //lock.c
2. #include <stdio.h>
3. #include <unistd.h>
4. #include <fcntl.h>
5. #include <string.h>
6. struct flock* file_lock(short type, short whence)
7. {
8. static struct flock ret;
9. ret.l_type = type ;
10. ret.l_start = 0;
11. ret.l_whence = whence;
12. ret.l_len = 0;
13. ret.l_pid = getpid();
14. return &ret;
15. }
16. int main()
17. {
18. int fd = open("1.txt", O_WRONLY|O_APPEND);
19. for(int i=0; i<1000; ++i) {
20. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
21. char buf[1024] = {0};
22. sprintf(buf, "hello world %d/n", i);
23. int len = strlen(buf);
24. write(fd, buf, len);
25. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_UNLCK, SEEK_SET));
26. sleep(1);
27. }
28. close(fd);
29. }
30. //lock2.c...同lock.c相比只是修改了下buf内容
31. #include <stdio.h>
32. #include <unistd.h>
33. #include <fcntl.h>
34. #include <string.h>
35. struct flock* file_lock(short type, short whence)
36. {
37. static struct flock ret;
38. ret.l_type = type ;
39. ret.l_start = 0;
40. ret.l_whence = whence;
41. ret.l_len = 0;
42. ret.l_pid = getpid();
43. return &ret;
44. }
45. int main()
46. {
47. int fd = open("1.txt", O_WRONLY|O_APPEND);
48. for(int i=0; i<1000; ++i) {
49. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
50. char buf[1024] = {0};
51. sprintf(buf, "china %d/n", i);
52. int len = strlen(buf);
53. write(fd, buf, len);
54. fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_UNLCK, SEEK_SET));
55. sleep(1);
56. }
57. close(fd);
58. }
59. g++ lock.c -o 1
60. g++ lock2.c -o 2
61. 执行两个程序就能看到互斥的效果了