文件锁(Filelock)

文件锁

    在解决Bug的过程中，遇到过这种问题：就是文件正在使用的过程，从文件管理器里面将文件删除，这样可能会导致一些不可预料的问题。在查阅了Java中File类的相关函数之后，在windows下面，可以使用File.rename()或 File.delete()，但是在Linux下面，这种方法也不行，文件还是被直接删除了，发现也没有什么很好的标记可以说明一个文件正在被使用中。最后，发现文件锁（FileLock）可以给文件一个锁，另一个程序在使用的时候判断文件是否有文件锁，就可以判断出文件是否正在使用。但是这种方法，在卸载SD卡的时候，好像接收不到SD卡卸载广播，不知道是什么原因，最后还是使用的Sharepreference，跨文件访问。不过文件锁也是一个比较实用的知识点，了解一下。

　　JDK 1.4引入了文件加锁机制，允许我们同步访问一个共享文件，不过，竞争同一文件的两个线程有可能在不同的java虚拟机上，或者一个是java线程，另一个是操作系统中其他的某个线程，但文件锁对其他线程或其他操作系统进程都是可见的，因为java的文件加锁直接映射到了本地操作系统的加锁机制。

    注，这里讲的锁是指锁定其他应用程序，而不是锁定同一虚拟机里访问的同一文件的其他线程 。如果在同一虚拟机两次锁定同一文件或某文件里的同一区域，tryLock与lock则会抛出OverlappingFileLockException异常。

    要想获取整个文件的锁，可以用FileChannel的tryLock( )或lock( )方法。(SocketChannel，DatagramChannel，以及 ServerSocketChannel是不需要锁的，因为它们是从单进程实体继承而来；一般来说，你是不会让两个进程去共享一个网络socket的。tryLock( ) 是非阻塞的，它会试着去获取这个锁，但是如果得不到(其它进程已经以独占方式得到这个锁了)，那它就直接返回；而lock( )是阻塞的，如果得不到锁，它会在一直处于阻塞状态，除非它得到了锁，或者你打断了调用它的线程，或者关闭了它要lock()的channel，否则它是不会返回的。最后用FileLock.release( )释放锁。
    还可以像这样锁住文件的某一部分
        tryLock(long position, long size, boolean shared)
    或者
        lock(long position, long size, boolean shared)
    这个方法能锁住文件的某个区域(size – position)。其中第三个参数表示是否是共享锁。

    虽然在修改文件的过程中，无参数的lock( )和tryLock( )方法的锁定范围会随文件大小的变化，带参数的方法却不行。如果你锁住了position到position+size这段范围，而文件的长度又增加了，那么position+size后面是不加锁的。而无参数的lock方法则会锁定整个文件，不管它变不变长。

    锁是独占的还是共享的，这要由操作系统来决定。如果操作系统不支持共享锁，而程序又申请了一个共享锁，那么它会返回一个独占锁。你可以用FileLock.isShared( )来查询锁的类型(共享还是独占)。

    在写文件时才能锁定，如果对一个只读文件通道进行锁定操作时，会抛NonWritableChannelException异常，即new FileInputStream(“data2.txt”).getChannel().tryLock();时就会抛异常。

    另外锁定写文件通道new FileOutputStream(“data2.txt”).getChannel().tryLock();时，它会清掉原文件中的内容，所以当文件中有内容时最好使用 new FileOutputStream(“data2.txt”,true).getChannel().tryLock(); 以追加方式打开写文件通道。或者使用RandomAccessFile类来创建文件通道然后锁定 new RandomAccessFile(“data2.txt”,”rw”).getChannel().tryLock(); ，这样它不会破坏锁定的文件的内容。

    最后在使用tryLock()获取锁时， 有可能获取不到，这时就会为null，我们需能对此做相应处理。以下是简单的销实例：

import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.channels.FileLock;

public class FileLocking {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
        //获取文件锁 FileLock 对象
        FileLock fl = fos.getChannel().tryLock();
        //tryLock是尝试获取锁，有可能为空，所以要判断
        if (fl != null) {
            System.out.println("Locked File");
            Thread.sleep(100);
            fl.release();//释放锁
            System.out.println("Released Lock");
        }
        fos.close();
    }
}

锁定映射文件中的部分内容

    文件映射通常用于很大的文件，因此我们可能需要对文件操作的部分进行加锁，以便其他进程可以修改文件中未被加锁的部分。

import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileLock;

public class LockingMappedFiles {
	static final int LENGTH = 0x200000; // 2 Mb
	//static final int LENGTH = 100;
	static FileChannel fc;

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//使用可随机访问文件创建可读写文件通道
		fc = new RandomAccessFile("test.txt", "rw").getChannel();
		//内存映射可读写文件，并映射至整个文件
		MappedByteBuffer out = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, LENGTH);
		for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {//写满2M内容
			out.put((byte) 'x');
		}
		//锁定前1/3内容
		new LockAndModify(out, 0, 0 + LENGTH / 3);
		//从文件中间开始锁定1/4内容，注，要锁定的内容一定不能有与
		//已经锁定的内容，否则抛OverlappingFileLockException
		new LockAndModify(out, LENGTH / 2, LENGTH / 2 + LENGTH / 4);
	}

	private static class LockAndModify extends Thread {
		private ByteBuffer buff;
		private int start, end;

		LockAndModify(ByteBuffer mbb, int start, int end) {
			this.start = start;
			this.end = end;

			//调整可最大读写位置
			mbb.limit(end);
			//调整读写起始位置
			mbb.position(start);
			//创建新的子缓冲区，但与原缓冲是共享同一片数据，
			//只是缓冲区位置、界限和标记值是相互独立的
			buff = mbb.slice();
			start();
		}

		public void run() {
			try {
				// 获取独占锁，如果要锁定的部分被其他应用程序锁定，则会阻塞，至到获取锁为止
				FileLock fl = fc.lock(start, end, false);
				System.out.println("Locked: " + start + " to " + end);
				System.out.println(buff.position() + "  " + buff.limit());

				// 进行修改操作，前当前位置类
				while (buff.position() < buff.limit() - 1) {
					buff.put((byte) (buff.get() + 1));
				}
				//JVM退出，或者channel关闭的时候会自动释放这些锁，但是你也可以用FileLock
				//的release( )方法，明确地释放锁，就像这里释放锁一样
				fl.release();
				System.out.println("Released: " + start + " to " + end);
			} catch (IOException e) {
				throw new RuntimeException(e);
			}
		}
	}
}