fcntl实现对文件加锁功能

之前有一篇文章详细介绍了fcntl的用法,这一节将说明使用fcntl实现对文件加锁的功能，

fcntl函数原型

fcntl函数如下，具体用法可参考上面的文章。

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#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, .../*int args or lock args*/);

使用fcntl对文件加锁

当fcntl中的cmd为F_GETLK,F_SETLK,F_SELFKW时为对文件进行锁操作，此时arg参数为flock。注意：使用fcntl对文件加锁，加锁效果类似于自旋锁，只有写写互斥和读写互斥，读读并不互斥。

cmd取值及其操作：

  • F_GETLK : 获取当前锁得状态
  • F_SETLK : 给当前文件上锁（非阻塞）。
  • F_SETLKW : 给当前文件上锁（阻塞，若当前文件正在被锁住，该函数一直阻塞）。

flock结构体定义如下：

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struct flock {
  short int l_type;
  short int l_whence;
  off_t l_start;
  off_t l_len;
  pid_t l_pid;
};

下面对flock中的参数一一解释：

  • l_type:此参数表示所得类型。其可能的取值包括一下三个:
    • F_RDLCK : 读锁
    • F_WRLCK : 写锁
    • F_UNLCK : 无锁状态
  • l_start : 此参数锁区域的开始位置的偏移量
  • l_whence:此参数决定锁开始的位置。其可选参数为:
    • SEEK_SET:当前位置为文件的开头
    • SEEK_CUR:当前位置为文件指针的位置
    • SEEK_END:当前位置为文件末尾
  • l_len : 锁定文件的长度

若要锁定整个文件，通常的方法为将l_start设为０，l_whence设为SEEK_SET,l_len设为０．

实例

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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
void lock_set(int fd, int type) {
	struct flock lock;
	lock.l_whence = SEEK_SET;
	lock.l_start = 0;
	lock.l_len = 0;
	while (1) {
		lock.l_type = type;
		if ((fcntl(fd, F_SETLK, &lock)) == 0) {
			if (lock.l_type == F_RDLCK)
				printf("read lock set by %d\n", getpid());
			else if(lock.l_type == F_WRLCK)
				printf("write lock set by %d\n", getpid());
			else if (lock.l_type == F_UNLCK)
				printf("release lock by %d\n", getpid());
			return;
		}
		//检查文件是否可以上锁
		fcntl(fd, F_GETLK, &lock);
		//判断不能上锁的原因
		if (lock.l_type != F_UNLCK) {
			if (lock.l_type == F_RDLCK)
				printf("read lock has been already set by %d\n", getpid());
			else if (lock.l_type == F_WRLCK)
			printf("write lock has been already set by %d\n", getpid());
			getchar();
		}
	}
}
int main() {
	int fd;
	fd = open("data", O_RDWR | O_CREAT, 0666);
	if (fd < 0) {
		perror("open failed");
		return -1;
	}
	lock_set(fd, F_WRLCK);
	getchar();
	lock_set(fd, F_UNLCK);
	getchar();
	close(fd);
	return 0;
}