unix及linux文件锁

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。

代码示例1

      lock(fd);
      write_to(some_function_of(fd));
      flush_output_to(fd); /* 在去锁之前一定要冲洗输出 */
      unlock(fd);
      do_something_else;   /* 也许另外一个进程会更新它 */
      lock(fd);
      seek(fd, somewhere); /* 因为原来的文件指针已不安全 */
      do_something_with(fd); ...
一些有用的fcntl()封锁方法(为了简洁略去错误处理):
     #include <fcntl.h>;
     #include <unistd.h>;
   
     read_lock(int fd)   /* 整个文件上的一个共享的文件锁 */
     {
         fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_RDLCK, SEEK_SET));
     }
   
     write_lock(int fd)  /* 整个文件上的一个排外文件锁 */
     {
         fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
     }
   
     append_lock(int fd) /* 一个封锁文件结尾的锁，
                            其他进程可以访问现有内容 */
     {
         fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_END));
     }
前面所用的file_lock函数如下：
     struct flock* file_lock(short type, short whence)
     {
         static struct flock ret ;
         ret.l_type = type ;
         ret.l_start = 0 ;
         ret.l_whence = whence ;
         ret.l_len = 0 ;
         ret.l_pid = getpid() ;
         return &ret ;
     }

代码示例2

//lock.c
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
struct flock* file_lock(short type, short whence)
{
    static struct flock ret;
    ret.l_type = type ;
    ret.l_start = 0;
    ret.l_whence = whence;
    ret.l_len = 0;
    ret.l_pid = getpid();
    return &ret;
}
int main()
{
    int fd = open("1.txt", O_WRONLY|O_APPEND);
    for(int i=0; i<1000; ++i) {
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
        char buf[1024] = {0};
        sprintf(buf, "hello world %d/n", i);
        int len = strlen(buf);
        write(fd, buf, len);
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_UNLCK, SEEK_SET));
        sleep(1);
    }
    close(fd);
}
//lock2.c...同lock.c相比只是修改了下buf内容
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
struct flock* file_lock(short type, short whence)
{
    static struct flock ret;
    ret.l_type = type ;
    ret.l_start = 0;
    ret.l_whence = whence;
    ret.l_len = 0;
    ret.l_pid = getpid();
    return &ret;
}
int main()
{
    int fd = open("1.txt", O_WRONLY|O_APPEND);
    for(int i=0; i<1000; ++i) {
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_WRLCK, SEEK_SET));
        char buf[1024] = {0};
        sprintf(buf, "china %d/n", i);
        int len = strlen(buf);
        write(fd, buf, len);
        fcntl(fd, F_SETLKW, file_lock(F_UNLCK, SEEK_SET));
        sleep(1);
    }
    close(fd);
}
 
g++ lock.c -o 1
g++ lock2.c -o 2
执行两个程序就能看到互斥的效果了