Linux 进程间通信(5): 记录锁

1. 记录锁:记录锁的功能是,当一个进程正在读或者修改文件的某个部分的时候,它可以阻止其他进程修改同一文件区;

 

2. fcntl记录锁:

对于记录锁,cmd是F_GETLK, F_SETLK, F_SETLKW。

F_GETLK-判断由flockptr描述的锁是否会被另外一把锁排斥,若存在,则把现存锁的信息写入到flockptr中,若不存在,则除了将l_type设置为F_UNLCK之外,结构中其余信息不变;

F_SETLK-设置由flockptr描述的锁,如果按照共享读锁和独占写锁规则,不允许加锁,则立即返回错误码;

            -此命令也用于清除flockptr说明的锁,l_type=F_UNLCK

F_SETLKW-是F_SETLK的阻塞版本,当不满足加锁规则时候,进程进入休眠,如果请求创建的锁已经可用,则休眠由信号中断,进程被唤醒;

 

第三个参数flock结构如下:

结构说明:

l_type: 所希望的锁类型,F_RDLCK(共享读锁), F_WRLCK(独占读锁), F_UNLCK(解锁一个区域);

l_start: 相对偏移量;

l_whence: 相对偏移量的起点;可选用的值:SEEK_SET(文件开头), SEEK_CUR(当前位置), SEEK_END(文件结尾)

l_len: 区域字节的长度;

l_pid: 具有阻塞当前进程的锁,其进程ID存放在l_pid;

 

3. 加锁和解锁区域说明:

(1) l_start是相对偏移量,l_whence决定了相对偏移量的起点;

(2) 该区域可以在当前文件的尾端处开始,但是不能再文件的起始位置之前开始;

(3) 如果l_len=0,则表示锁的区域从l_whence和l_start决定的起点开始,直至最大可能偏移量为止,不管写到该文件多少数据,他们都处于所得范围内;

(4) 为了锁整个文件,我看设置l_start=0和l_whence=SEEK_SET,使所得起点在文件起始处,并且说明长度l_len=0.

 

4.  共享读锁与独占写锁:

多个进程在给定的字节上可以有一把共享的读锁,但是在一个给定字节上只能有一个进程独占一把写锁;

如果在一个给定字节上已经有了一把或者多把读锁,可以继续添加读锁,但是不能在该字节上加写锁;如果在一个字节上已经有了一把独占写锁,则不能再添加任何读/写锁;

注意:这个规则只适用于不同进程提出的锁请求,如果单个进程对一个文件区间已经有了一把锁,后来又企图对同一文件区加另一把锁,那么新锁将替换旧锁;

 

5. 记录锁的隐含继承和释放:

(1) 进程终止时,所建立的锁全部被释放;

(2) 关闭任何一个描述符,则该进程通过该描述符可以引用的文件上的任何一把锁都被释放;

(3) fork产生的子进程不继承父进程锁设置的锁;

(4) 在执行了exec后,新程序可以继续执行原来程序的锁;如果对一个描述符设置了close-on-exec,则exec执行时候,文件描述符被关闭,对应锁也被释放;

 

6. 在文件尾加锁:

(1) 在加锁之前最好是对文件当前位置或者当前长度指定一把锁,因为在lseek和加锁调用之间,可能有另外一个进程在改变该文件的长度;

(2) 下面代码第一次加锁的时候,得到一把锁,从文件尾端开始,包括以后添加的任何数据,都会加锁;解锁的时候,文件尾端已经变化了,所以并没有解锁;

writew_lock(fd, 0, SEEK_END, 0);

write(fd, buf, 1); //这个字节也被加锁

un_lock(fd, 0, SEEK_END, 0); //并没有解锁前面字节,len指定为-1可解锁前面字节

write(fd, buf, 1); //这个字节没被加锁

 

7. 强制性锁和建议性锁:

合作进程,多个进程都用一致的方式处理记录锁,完成某些任务,这些进程集合就是合作进程;

建议性锁:建议性锁不做强制检查锁规则,需要进程自己获取,检查是否有锁存在,对于合作进程来说,建议性锁是可行的,但是对于某些非合作进程,他们不进程检查,就对文件进行改写,就会对当前文件造成影响;如建议性锁可以比如成红绿灯,只是建议性的,因为还是有人可以闯红灯;

强制性锁:内核对每个open,read,write系统调用都进行检查,检查访问的文件是否违背了锁规则,如果违背了锁规则,则该IO调用被禁止;

 

8. 锁的操作宏:

 

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