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精通Unix下C語言編程與項目實踐之三 文件鎖操作? 作者：朱云翔，胡平 6.9.3 文件鎖操作 在鎖機制的使用中，最常見的操作有鎖的請求、釋放和測試等，這些操作代碼基本類似，本處將一一說明。

1. 測試鎖<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />

設(shè)計函數(shù)SeeLock，它查詢文件描述符fd對應(yīng)文件的鎖信息，其原型為：

void SeeLock(int fd, int start, int len);

本函數(shù)查詢描述符fd對應(yīng)文件從偏移start處開始的len字節(jié)中的鎖信息，如代碼6-5所示：

代碼6-5 測試鎖源碼（節(jié)自/code/chapter6/lock1.c）

void SeeLock(int fd, int start, int len)

{

??? struct flock arg;

??? arg.l_type=F_WRLCK;

??? arg.l_whence = SEEK_SET;

??? arg.l_start = start;

??? arg.l_len = len;

??? if (fcntl(fd, F_GETLK, &arg) == -1) fprintf(stderr, "See Lock failed.\n");

??? else if (arg.l_type == F_UNLCK) fprintf(stderr, "No Lock From %d To %d\n", start, len);

??? else if (arg.l_type == F_WRLCK) fprintf(stderr, "Write Lock From %d To %d, id=%d\n", start, len, arg.l_pid);

??? else if (arg.l_type == F_RDLCK) fprintf(stderr, "Read Lock From %d To %d, id=%d\n", start, len, arg.l_pid);

}

2. 申請讀鎖

設(shè)計共享讀鎖申請函數(shù)GetReadLock，其原型為：

void GetReadLock(int fd, int start, int len);

本函數(shù)以阻塞模式在文件描述符fd對應(yīng)的文件中申請共享讀鎖，鎖定的區(qū)域為從偏移start處開始的len字節(jié)，如代碼6-6所示：

代碼6-6 阻塞申請共享讀鎖源碼（節(jié)自/code/chapter6/lock1.c）

void GetReadLock(int fd, int start, int len)

{

??? struct flock arg;

??? arg.l_type=F_RDLCK;

??? arg.l_whence = SEEK_SET;

??? arg.l_start = start;

??? arg.l_len = len;

??? if (fcntl(fd, F_SETLKW, &arg) == -1) fprintf(stderr, "[%d] Set Read Lock failed.\n", getpid());

??? else fprintf(stderr, "[%d] Set Read Lock From %d To %d\n", getpid(), start, len);

}

3. 申請寫鎖

設(shè)計互斥寫鎖申請函數(shù)GetWriteLock，其原型為：

void GetWriteLock(int fd, int start, int len)

本函數(shù)以阻塞模式在文件描述符fd對應(yīng)的文件中申請互斥寫鎖，鎖定的區(qū)域為從偏移start處開始的len字節(jié)，如代碼6-7所示：

代碼6-7 阻塞申請互斥寫鎖源碼（節(jié)自/code/chapter6/lock1.c）

void GetWriteLock(int fd, int start, int len)

{

??? struct flock arg;

??? arg.l_type=F_WRLCK;

??? arg.l_whence = SEEK_SET;

??? arg.l_start = start;

??? arg.l_len = len;

??? if (fcntl(fd, F_SETLKW, &arg) == -1) fprintf(stderr, "[%d] Set Write Lock failed.\n", getpid());

??? else fprintf(stderr, "[%d] Set Write Lock From %d To %d\n", getpid(), start, len);

}

4. 釋放鎖

設(shè)計文件鎖釋放函數(shù)ReleaseLock，其原型為：

void ReleaseLock(int fd, int start, int len);

本函數(shù)從文件描述符fd對應(yīng)的文件中的釋放鎖，釋放的區(qū)域為從偏移start處開始的len字節(jié)，如代碼6-8所示：

代碼6-8 釋放鎖源碼（節(jié)自/code/chapter6/lock1.c）

void ReleaseLock(int fd, int start, int len)

{

??? struct flock arg;

??? arg.l_type=F_UNLCK;

??? arg.l_whence = SEEK_SET;

??? arg.l_start = start;

??? arg.l_len = len;

??? if (fcntl(fd, F_SETLKW, &arg) == -1) fprintf(stderr, "[%d] UnLock failed.\n", getpid());

??? else fprintf(stderr, "[%d] UnLock From %d To %d\n", getpid(), start, len);

}

實例

本處設(shè)計了一個文件鎖控制進(jìn)程的實例，如代碼6-9所示：

代碼6-9 釋放鎖源碼（節(jié)自/code/chapter6/lock1.c）

#include <stdio.h>

#include <fcntl.h>

void main()

{

??? int fd;

??? struct flock arg;

??? if ((fd = open("/tmp/tlock1", O_RDWR| O_CREAT, 0755)) <0)

??? {

??????? fprintf(stderr, "open file failed.\n");

??????? return;

??? }

??? SeeLock(fd, 0, 10);????

??? GetReadLock(fd, 0, 10);???? /* 申請讀鎖 */

??? SeeLock(fd, 11, 20);???????

??? GetWriteLock(fd, 11, 20);?? /* 申請寫鎖 */

??? sleep(30);?????

??? ReleaseLock(fd, 0, 10);???? /* 釋放鎖 */

??? ReleaseLock(fd, 11, 20);??? /* 釋放鎖 */

}

編譯代碼6-9如下：

# make lock1

??????? cc -O -o lock1 lock1.c

后臺執(zhí)行進(jìn)程lock1。它在文件0～10字節(jié)處設(shè)置讀鎖，在文件11～20字節(jié)處設(shè)置寫鎖，然后進(jìn)入休眠。

# ./lock1 &

No Lock From 0 To 10??????????????????? （進(jìn)程19062，檢查文件0~10處，發(fā)現(xiàn)無鎖）

[19062] Set Read Lock From 0 To 10????? （進(jìn)程19062，在文件0~10處，設(shè)置讀鎖）

No Lock From 11 To 20?????????????????? （進(jìn)程19062，檢查文件11~20處，發(fā)現(xiàn)無鎖）

[19062] Set Write Lock From 11 To 20??? （進(jìn)程19062，在文件11~20處，設(shè)置寫鎖）

19062

再執(zhí)行進(jìn)程lock1，此時第二個進(jìn)程lock1將查詢到文件第0～10字節(jié)處具有讀鎖，文件第11~20字節(jié)處具有寫鎖。由于讀鎖的共享性和寫鎖的互斥性，進(jìn)程能夠申請到讀鎖，但不能申請到寫鎖，進(jìn)程阻塞。

# ./lock1

Read Lock From 0 To 10, id=19062??????? （進(jìn)程19063，檢查文件0~10處，發(fā)現(xiàn)讀鎖）

[19063] Set Read Lock From 0 To 10????? （進(jìn)程19063，在文件0~10處，設(shè)置讀鎖）

Write Lock From 11 To 20, id=19062????? （進(jìn)程19063，檢查文件11~20處，發(fā)現(xiàn)寫鎖）

直到第一個lock1進(jìn)程執(zhí)行完畢，釋放所占用的讀、寫鎖，第二個lock1進(jìn)程方可獲取寫鎖，然后進(jìn)入休眠階段。

[19062] UnLock From 0 To 10???????????? （進(jìn)程19062，釋放文件0~10處的讀鎖）

[19062] UnLock From 11 To 20??????????? （進(jìn)程19062，釋放文件0~10處的讀鎖）

[19063] Set Write Lock From 11 To 20??? （進(jìn)程19063，在文件11~20處，設(shè)置寫鎖）

休眠結(jié)束，程序退出。

[19063] UnLock From 0 To 10???????????? （進(jìn)程19062，釋放文件0~10處的讀鎖）

[19063] UnLock From 11 To 20??????????? （進(jìn)程19062，釋放文件0~10處的讀鎖）

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創(chuàng)作挑戰(zhàn)賽新人創(chuàng)作獎勵來咯，堅持創(chuàng)作打卡瓜分現(xiàn)金大獎

總結(jié)

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