文件锁是一种文件读写机制。在不论什么特定的时间仅仅同意一个进程訪问一个文件。
利用这样的机制可以使读写单个文件的过程变得更安全。
在这篇文章中。我们将探讨Linux中不同类型的文件锁，并通过演示样例程序来理解它们之间的不同之处。
我们将採取下面的样例来解释为什么须要使用文件锁。
1、 进程“A”打开和读取一个文件，此文件包括账户相关的一些信息。
2、 进程“B”也打开了这个文件。并读取了文件里的信息。
3、 如今，进程“A”更改了其副本中的一条剩余金额记录，并将其写入文件。
4、 此时，进程“B”并不知道上次读取的文件已经被更改。它还保存着原始的文件副本。
然后。进程“B”更改了“A”操作的那条同样的记录，并将记录写入文件。
5、 此时。文件里将仅仅保存了进程“B”更改过的记录。
为了避免这样的事情发生，就要使用文件锁来确保操作的“序列化”。
下面是Linux系统中两种经常使用的文件锁：
1、 协同锁
协同锁要求參与操作的进程之间协同合作。
如果进程“A”获得一个WRITE锁，并開始向文件里写入内容；此时，进程“B”并没有试图获取一个锁，它仍然能够打开文件并向文件里写入内容。
在此过程中，进程“B”就是一个非合作进程。如果进程“B”试图获取一个锁，那么整个过程就是一个合作的过程，从而能够保证操作的“序列化”。
仅仅有当參与操作的进程是协同合作的时候，协同锁才干发挥作用。协同锁有时也被称为“非强制”锁。
2、 强制锁
强制锁不须要參与操作的进程之间保持协同合作。它利用内核来查检每一个打开、读取、写入操作，从而保证在调用这些操作时不违反文件上的锁规则。关于强制锁的很多其它信息，能够在kernal.org上找到。
为了使能Linux中的强制锁功能。你须要在文件系统级别上打开它。同一时候在单个文件上打开它。其步骤是：
1、 挂载文件系统时使用“-o mand”參数。
2、 对于要打开强制锁功能的文件lock_file。必须打开set-group-ID位。关闭group-execute位。
（选择此方法的原因是，当你关闭group-execute时，设置set-group-ID就没有实际的意义了）
Linux文件锁的演示样例
为了理解文件锁是怎样工作的。我们建立程序文件file_lock.c：
include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
intmain(intargc, char**argv) {
if(argc > 1) {
intfd = open(argv[1], O_WRONLY);
if(fd == -1) {
printf("Unable to open the file
");
exit(1);
}
staticstruct flock lock;
lock.l_type = F_WRLCK;
lock.l_start = 0;
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_len = 0;
lock.l_pid = getpid();
intret = fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);
printf("Return value of fcntl:%d
",ret);
if(ret==0) {
while(1) {
scanf("%c", NULL);
}
}
}
}
# |
用gcc编译此程序：
#
cc -o file_lock file_lock.c |
使用mount命令带“mand”參数来又一次挂载根文件系统，例如以下所看到的。
这将在文件系统级别使能强制锁功能。
注意：你必须切换到root用户才干运行以下的命令。
#
mount -oremount,mand / |
在可运行的（file_lock所在的）文件夹中创建两个名为“advisory.txt”和“mandatory.txt”的文件。对于“mandatory.txt”使能Set-Group-ID。同一时候不使能Group-Execute-Bit。例如以下所看到的：
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touch advisory.txt#
touch mandatory.txt#
chmod g+s,g-x mandatory.txt |
測试协同锁：运行演示样例程序，以“advisory.txt”作为參数。
#
./file_lock advisory.txt |
此程序将等待用户的输入。从还有一个终端或控制台，尝试输入下面命令行：
#
ls >>advisory.txt |
在上面的样例中，ls命令会将其输出写入到advisory.txt文件中。即使我们获得了一个写入锁，仍然会有一些进程（非合作）可以往文件中写入数据。
这就是所谓的“协同”锁。
測试强制锁：再次运行演示样例程序。以“mandatory.txt”作为參数。
#
./file_lock mandatory.txt |
从还有一个终端或控制台。尝试输入下面命令行：
#
ls >>mandatory.txt |
在上面的样例中。ls命令在将其输出写入到mandatory.txt文件之前。会等待文件锁被删除。尽管它仍然是一个非合作进程。但强制锁起了作用。