64、Linux文件锁与I/O架构及设备驱动详解

Linux文件锁与I/O架构及设备驱动详解

一、文件锁概述

在Linux系统中，文件锁是一种重要的机制，用于控制多个进程对文件的并发访问，避免数据竞争和不一致的问题。主要有处理租约和强制锁两种方式，处理租约相对简单，只需使用 fcntl() 系统调用并传入 F_SETLEASE 或 F_GETLEASE 命令即可。另外，通过 fcntl() 调用 F_SETSIG 命令还能改变发送给租约进程持有者的信号类型。

在处理文件锁时，内核会在 read() 和 write() 系统调用中进行检查，并且在处理所有可能修改文件内容的系统调用时，也会考虑强制锁的存在。例如，当使用 open() 系统调用并设置了 O_TRUNC 标志时，如果文件上存在任何强制锁，该调用将失败。

二、文件锁的数据结构

所有类型的Linux锁都由 file_lock 数据结构表示，其字段如下表所示：
| 类型 | 字段 | 描述 |
| ---- | ---- | ---- |
| struct file_lock * | fl_next | 与inode关联的锁列表中的下一个元素 |
| struct list_head | fl_link