linux文件锁 fcntl,Linux中fcntl()、lockf、flock的区别

最新推荐文章于 2023-09-19 14:14:43 发布

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文章标签： linux文件锁 fcntl

本文详细解析了flock、lockf及fcntl三种文件锁机制的特点与差异，包括锁的递归性、锁状态在进程间的传递性及锁在特殊场景下的表现，并通过示例代码展示了不同锁之间的相互作用。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

(2)使用open两次打开同一个文件，得到的两个fd是独立的(因为底层对应两个file对象)，通过其中一个加锁，通过另一个无法解锁，并且在前一个解锁前也无法上锁。测试程序如程序三：

程序三

#include

int main (int argc, char ** argv)

{

int ret;

int fd1 = open("./tmp.txt",O_RDWR);

int fd2 = open("./tmp.txt",O_RDWR);

printf("fd1: %d, fd2: %dn", fd1, fd2);

ret = flock(fd1,LOCK_EX);

printf("get lock1, ret: %dn", ret);

ret = flock(fd2,LOCK_EX);

printf("get lock2, ret: %dn", ret);

return 0;

}

结果如图，通过fd1获取锁后，无法再通过fd2获取锁。

(3) 使用exec后，文件锁的状态不变。

(4) flock不能再NFS文件系统上使用，如果要在NFS使用文件锁，请使用fcntl。

(5) flock锁可递归，即通过dup或者或者fork产生的两个fd，都可以加锁而不会产生死锁。

2. lockf与fcntl

函数原型

#include

int lockf(int fd, int cmd, off_t len);

fd为通过open返回的打开文件描述符。

cmd的取值为：

F_LOCK：给文件互斥加锁，若文件以被加锁，则会一直阻塞到锁被释放。

F_TLOCK：同F_LOCK，但若文件已被加锁，不会阻塞，而回返回错误。

F_ULOCK：解锁。

F_TEST：测试文件是否被上锁，若文件没被上锁则返回0，否则返回-1。

len：为从文件当前位置的起始要锁住的长度。

通过函数参数的功能，可以看出lockf只支持排他锁，不支持共享锁。

int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );

struct flock {

...

short l_type;/* Type of lock: F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */

short l_whence; /* How to interpret l_start: SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */

off_t l_start; /* Starting offset for lock */

off_t l_len; /* Number of bytes to lock */

pid_t l_pid; /* PID of process blocking our lock (F_GETLK only) */

...

};

文件记录加锁相关的cmd 分三种：

F_SETLK：申请锁(读锁F_RDLCK，写锁F_WRLCK)或者释放所(F_UNLCK)，但是如果kernel无法将锁授予本进程(被其他进程抢了先，占了锁)，不傻等，返回error。

F_SETLKW：和F_SETLK几乎一样，唯一的区别，这厮是个死心眼的主儿，申请不到，就傻等。

F_GETLK：这个接口是获取锁的相关信息：这个接口会修改我们传入的struct flock。

通过函数参数功能可以看出fcntl是功能最强大的，它既支持共享锁又支持排他锁，即可以锁住整个文件，又能只锁文件的某一部分。

下面看fcntl/lockf的特性：

(1) 上锁可递归，如果一个进程对一个文件区间已经有一把锁，后来进程又企图在同一区间再加一把锁，则新锁将替换老锁。

(2) 加读锁(共享锁)文件必须是读打开的，加写锁(排他锁)文件必须是写打开。

(3) 进程不能使用F_GETLK命令来测试它自己是否再文件的某一部分持有一把锁。F_GETLK命令定义说明，返回信息指示是否现存的锁阻止调用进程设置它自己的锁。因为，F_SETLK和F_SETLKW命令总是替换进程的现有锁，所以调用进程绝不会阻塞再自己持有的锁上，于是F_GETLK命令绝不会报告调用进程自己持有的锁。

(4) 进程终止时，他所建立的所有文件锁都会被释放，队医flock也是一样的。

(5) 任何时候关闭一个描述符时，则该进程通过这一描述符可以引用的文件上的任何一把锁都被释放(这些锁都是该进程设置的)，这一点与flock不同。如：

fd1 = open(pathname, …);

lockf(fd1, F_LOCK, 0);

fd2 = dup(fd1);

close(fd2);

则在close(fd2)后，再fd1上设置的锁会被释放，如果将dup换为open，以打开另一描述符上的同一文件，则效果也一样。

fd1 = open(pathname, …);

lockf(fd1, F_LOCK, 0);

fd2 = open(pathname, …);

close(fd2);

(6) 由fork产生的子进程不继承父进程所设置的锁，这点与flock也不同。