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Linux系统编程--fcntl()读写锁实例

发布时间:2017-10-14 09:43:29来源:linux网站作者:flist
在多进程对同一个文件进行读写访问时,为了保证数据的完整性,有事需要对文件进行锁定。可以通过fcntl()函数对文件进行锁定和解锁。
 
1. fcntl
1.1.功能描述:根据文件描述词来操作文件的特性。
1.2.用法:
int fcntl(int fd, int cmd); 
int fcntl(int fd, int cmd, long arg); 
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); 
fd:文件描述词。 
cmd:操作命令。 
arg:供命令使用的参数,是否需要arg参数跟cmd命令有关。 
lock:锁信息。
 
2.读写锁实例
新建两个文件,源码如下2.1、2.2所示。
2.1.给文件加读锁
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char * argv [ ])
{
int fd = open("test.c", O_RDONLY);
if (fd == -1)
{
perror("open failed:");
return -1;
}
struct stat sta;
fstat(fd,&sta);
struct flock lock;   
lock.l_len = sta.st_size;
lock.l_pid = getpid();
lock.l_start = 0;
lock.l_type = F_RDLCK;
lock.l_whence = SEEK_SET;
printf("进程pid: %d\n",lock.l_pid);
if(fcntl(fd,F_SETLK,&lock) == -1)
{
perror("fcntl fail ");
return -1;
}
else
{
printf("add read lock success!\n");
}
sleep(10);
close(fd);
return 0;
}
2.2.给文件加写锁
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
int main(int argc, const char * argv [ ])
{
int fd = open("test.c", O_WRONLY);
if (fd == -1)
{
perror("open failed:");
return -1;
}
struct stat sta;
fstat(fd,&sta);
struct flock lock;   
lock.l_len = sta.st_size;
lock.l_pid = getpid();
lock.l_start = 0;
lock.l_type = F_WRLCK;
lock.l_whence = SEEK_SET;
printf("进程pid: %d\n",lock.l_pid);
while(fcntl(fd,F_SETLK,&lock) == -1 )
{
perror("fcntl:");
sleep(1);
struct flock lock_1;
lock_1 = lock;
lock_1.l_type = F_WRLCK;  //
fcntl(fd,F_GETLK,&lock_1);//获取文件锁状态,及加锁(lock_1.l_type)能否成功
switch(lock_1.l_type)
{
case F_RDLCK:
printf("检测到读锁 pid = %d \n",lock_1.l_pid);
break;
case F_WRLCK:
printf("检测到写锁 pid = %d \n",lock_1.l_pid);
break;
case F_UNLCK:
printf("检测到已解锁.pid = %d \n",lock_1.l_pid);
}
}
printf("写锁设置成功\n");
getchar();
close(fd);
return 0;
}
/*
注意:
1、fcntl(fd,F_GETLK,&lock_1)中的lock_1必须进行初始化,并且lock_1.l_type必须设置为相应的锁,才能确定能否加锁成功,及不成功的原因。
2、GETLK时,fcntl先检测有没有能阻止本次加锁的锁,如果有,则覆盖flock结构体(lock_1)的信息。如果没有,则置lock_1.l_type 的类型为F_UNLCK。
*/
对于写锁(F_WRLCK 独占锁),只有一个进程可以在文件的任一特定区域上享有独占锁。
对于读锁(F_RDLCK 共享锁),许多不同的进程可以同时拥有文件上同一区域上的共享锁。为了拥有共享锁,文件必须以读或者读/写的方式打开。只要任一进程拥有共享锁,那么其他进程就无法再获得独占锁。
 
分别编译执行:
3.先执行读锁,再执行写锁。结果如下:
liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./readlock.out 
进程pid: 16458
add read lock success!
liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./writelock.out 
进程pid: 16459
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到已解锁.pid = 16459 
写锁设置成功
可以看出,当文件被读锁占用时,无法添加写锁(独占锁)
 
4.先运行写锁,再运行读锁的话,结果如下:
liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./writelock.out 
进程pid: 16349
写锁设置成功
liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./readlock.out 
进程pid: 16350
fcntl fail : Resource temporarily unavailable
所以,加锁是成功的。
 
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