UNIX网络编程卷2进程间通信读书笔记----记录锁

(笔记从chinaunix copy过来的，然后自己看书的时候把认为需要注意的地方添加上，方便复习） 

1记录锁的功能

       当一个进程正在读或修改文件的某个部分时，它可以阻止其他进程修改同一文件区。我们不应该从字面上去理解记录锁，实际上它应该叫“区域锁”，因为它锁定的只是文件的一部分（也可能是整个文件）（实现了多进程可以同时写文件的不同部分）。这个区域用来存放多用户的共享区。

注意：记录锁在内核中维护，其属主是由属主的进程ID进行标识的，意味着这些锁用于不同进程间的上锁，而不是用于同一进程内不同线程间的上锁。。

2．记录锁的分类

       记录锁分为共享读锁和独占写锁，前者也叫做共享锁后者也叫做排他锁。

         Posix记录上锁称为劝告性上锁(为什么劝告性锁对协作进程来说就够用了？？？)，其含义是内核维护着已由各个进程上锁的所有文件的信息，但是它不能防止一个进程写已由另一个进程读锁定的某个文件，同样，也不能防止一个进程读已由另一个进程写锁定的某个文件（前提进程有足够读写权限），同步安全性更依赖于程序员控制（即假定程序员会遵守某些规则）

劝告性上锁和强制性上锁区别就象红绿灯，红灯表示有锁，但是不能阻止人们（进程）闯红灯（获得锁），此处红灯只有劝告性作用，强制性就象在马路两边加上护栏or协管（作用等同于内核），不让你闯！这就是强制性）。

3．加锁规则

      如果一个进程对共享区加了共享读锁，其他进程只能加共享读锁。如果一个进程加了独占写锁，其他进程就不能加任何锁。

注意：当前读锁，那么一个等待着的写入者与等待着的读出者优先级比较。一般系统都采用FIFO规则处理，也就有可能一直来读，写入者处于一直等待。不过估计会采用一些规则判断等待时间，等待时间长了就会运行。

4．死锁

       如果两个相互等待对方持有并且不释放（已被锁定）的资源是时，则这两个进程就处于死锁状态。如果一个进程已经控制了文件的一个加锁区域，然后它又试图对另一个进程控制的区域加锁，则它就会睡眠，在这种情况下，有发生死锁的可能性

5．锁的隐含继承和释放

（1）锁与进程和文件两方面有关系，它和前者关系是：当一个进程结束后，他对文件加的锁也就消失了。它和后者的关系是：当进程close文件描述符，切断文件和进程的联系进程所创建的锁也会消失。

（2）由fork产生的子进程不继承父进程所设置的锁。这意味着，若一个进程得到一把锁，然后调用fork，那么对于父进程创建的锁而言，子进程被视为另一个进程，不会拥有该锁。

（3）在执行exec后，新进程可以继承原执行的锁。因为执行exec前后还是一个进程。我们只是改变进程执行的程序，并没有创建新的进程。

6．启动一个守护进程的唯一副本  记录上锁的一个常见用途是确保某个程序（例如守护进程）在任何时刻只有一个副本在运行。其实就是一个文件的写入锁。运行程序时获取一个文件的写入锁，此处可以是一个文件中一个区域~ ，然后当再次运行该程序时，无法获取该区域的写入锁，保证了唯一副本。

7．NFS上锁

       NFS网络文件系统，NFS的大多数实现支持fcntl记录上锁。其实就是当检测到文件描述符指向NFS文件系统时，本地lockd就向服务器的lockd发送锁请求。

8．要注意的问题

    1．记录锁只是提供竞争进入某段代码区的功能，不会导致对文件操作失败。也就是说，我们对文件进行加锁后，我们还是可以对文件进行操作。

名称 : ：	fcntl
功能 ：	对文加解锁。
头文件 ：	#include <pthread.h>
函数原形 ：	int fcntl(int filedes,int cmd,…/*struct flock *flockptr */) ；
参数 ：	filedes   文件描述符 cmd     测试锁或加锁 flockptr  指向 flock 结构的指针
返回值：	若成功返回 0 ，若失败返回错误编号。

      

 

 

 

 

 

 

  对于记录锁， cmd 是 F_GETLK,F_SETLKW 或 F_SETLKW. 。

       F_GETLK 判断由 flockptr 所描述的锁是否会被另外一把锁排斥。如果存在一把锁，他阻止创建由 flockptr 所描述的锁，则把该现存锁的信息写到 flockptr 指向的结构中。如果不存在这种情况除了将 l_type 设置为 F_UNLCK 之外， flockptr 所描述的其他信息都不变。

F_SETLK 和 F_SETLKW 企图建立一把锁。 F_SETLK 和 F_SETLKW 的区别是 F_SETLKW 是 F_SETLK 的阻塞版本。如果存在其他锁，调用的进程就被阻塞直道捕捉到信号。

       第三个参数是一个指向 flock 结构的指针：

struct flock{

       short l_type; /*F_RDLCK,F_WRLCK,F_UNLCK*/

       off_t l_start; /* 加锁的地址 */

       shout l_whence; /* 加锁的偏移地址 */

       off_t l_len; /* 加锁区域的长度 */

       pid_t l_pid; /* 持有锁的进程 ID*/

};

flock 结构说明：

所希望的锁类型： F_RDLCK( 共享读锁 ) 、 F_WRLCK( 独占性写锁 ) 、 F_UNLCK( 解锁一个区域 ) ，这是由 l_type决定的。

要加锁或解锁区域的起始字节偏移量，这是由 l_statt 和 l_whence 两者决定。

区域的字节长度，由 l_len 表示。

具有能阻塞当前进程的锁，其持有的 ID 存放在 l_pid 中。

       如若 l_len 为 0 ，则表示锁的区域从其起点（由 l_start 和 l_whence 决定）开始直至最大可能位置为止。也就是不管添写到该文件中多少数据，它都处于的范围。

       如果想锁住整个文件，通常的方法是将 l_start 说明为 0 ， l_whence 说明为 SEEK_SET ， 1_len 说明为 0 。

       还要注意的是，对文件加共享读锁时文件应以只读的方式打开，对文件加独占写锁时文件应以只读的方式打开。

1 ．

名称 : ：	fcntl
功能 ：	对文加解锁。
头文件 ：	#include <pthread.h>
函数原形 ：	int fcntl(int filedes,int cmd,…/*struct flock *flockptr */) ；
参数 ：	filedes   文件描述符 cmd     测试锁或加锁 flockptr  指向 flock 结构的指针
返回值：	若成功返回 0 ，若失败返回错误编号。

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  对于记录锁， cmd 是 F_GETLK,F_SETLKW 或 F_SETLKW. 。

       F_GETLK 判断由 flockptr 所描述的锁是否会被另外一把锁排斥。如果存在一把锁，他阻止创建由 flockptr 所描述的锁，则把该现存锁的信息写到 flockptr 指向的结构中。如果不存在这种情况除了将 l_type 设置为 F_UNLCK 之外， flockptr 所描述的其他信息都不变。

F_SETLK 和 F_SETLKW 企图建立一把锁。 F_SETLK 和 F_SETLKW 的区别是 F_SETLKW 是 F_SETLK 的阻塞版本。如果存在其他锁，调用的进程就被阻塞直道捕捉到信号。

       第三个参数是一个指向 flock 结构的指针：

struct flock{

       short l_type; /*F_RDLCK,F_WRLCK,F_UNLCK*/

       off_t l_start; /* 加锁的地址 */

       shout l_whence; /* 加锁的偏移地址 */

       off_t l_len; /* 加锁区域的长度 */

       pid_t l_pid; /* 持有锁的进程 ID*/

};

flock 结构说明：

所希望的锁类型： F_RDLCK( 共享读锁 ) 、 F_WRLCK( 独占性写锁 ) 、 F_UNLCK( 解锁一个区域 ) ，这是由 l_type决定的。

要加锁或解锁区域的起始字节偏移量，这是由 l_statt 和 l_whence 两者决定。

区域的字节长度，由 l_len 表示。

具有能阻塞当前进程的锁，其持有的 ID 存放在 l_pid 中。

       如若 l_len 为 0 ，则表示锁的区域从其起点（由 l_start 和 l_whence 决定）开始直至最大可能位置为止。也就是不管添写到该文件中多少数据，它都处于的范围。

       如果想锁住整个文件，通常的方法是将 l_start 说明为 0 ， l_whence 说明为 SEEK_SET ， 1_len 说明为 0 。

       还要注意的是，对文件加共享读锁时文件应以只读的方式打开，对文件加独占写锁时文件应以只读的方式打开。