建站工具 比较,网站设计公司 -,网站建设盐城,动画设计专业学什么fcntl()、lockf、flock的区别 ——lvyilong316 这三个函数的作用都是给文件加锁#xff0c;那它们有什么区别呢#xff1f;首先flock和fcntl是系统调用#xff0c;而lockf是库函数。lockf实际上是fcntl的封装#xff0c;所以lockf和fcntl的底层实现是一样的#xff0c;对文… fcntl()、lockf、flock的区别 ——lvyilong316 这三个函数的作用都是给文件加锁那它们有什么区别呢首先flock和fcntl是系统调用而lockf是库函数。lockf实际上是fcntl的封装所以lockf和fcntl的底层实现是一样的对文件加锁的效果也是一样的。后面分析不同点时大多数情况是将fcntl和lockf放在一起的。下面首先看每个函数的使用从使用的方式和效果来看各个函数的区别。 1. flock l 函数原型 #include int flock(int fd, int operation); // Apply or remove an advisory lock on the open file specified by fd只是建议性锁 其中fd是系统调用open返回的文件描述符operation的选项有 LOCK_SH 共享锁 LOCK_EX 排他锁或者独占锁 LOCK_UN : 解锁。 LOCK_NB非阻塞与以上三种操作一起使用 关于flock函数首先要知道flock函数只能对整个文件上锁而不能对文件的某一部分上锁这是于fcntl/lockf的第一个重要区别后者可以对文件的某个区域上锁。其次flock只能产生劝告性锁。我们知道linux存在强制锁mandatory lock和劝告锁advisory lock。所谓强制锁比较好理解就是你家大门上的那把锁最要命的是只有一把钥匙只有一个进程可以操作。所谓劝告锁本质是一种协议你访问文件前先检查锁这时候锁才其作用如果你不那么kind不管三七二十一就要读写那么劝告锁没有任何的作用。而遵守协议读写前先检查锁的那些进程叫做合作进程。再次flock和fcntl/lockf的区别主要在fork和dup。 (1) flock创建的锁是和文件打开表项struct file相关联的而不是fd。这就意味着复制文件fd通过fork或者dup后那么通过这两个fd都可以操作这把锁例如通过一个fd加锁通过另一个fd可以释放锁也就是说子进程继承父进程的锁。但是上锁过程中关闭其中一个fd锁并不会释放因为file结构并没有释放只有关闭所有复制出的fd锁才会释放。测试程序入程序一。 l 程序一 点击(此处)折叠或打开 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #include sys/file.h int main (int argc, char ** argv) { int ret; int fd1 open(./tmp.txt,O_RDWR); int fd2 dup(fd1); printf(fd1: %d, fd2: %d\n, fd1, fd2); ret flock(fd1,LOCK_EX); printf(get lock1, ret: %d\n, ret); ret flock(fd2,LOCK_EX); printf(get lock2, ret: %d\n, ret); return 0; } 运行结果如图对fd1上锁并不影响程序通过fd2上锁。对于父子进程参考程序二。 l 程序二 点击(此处)折叠或打开 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #include sys/file.h int main (int argc, char ** argv) { int ret; int pid; int fd open(./tmp.txt,O_RDWR); if ((pid fork()) 0){ ret flock(fd,LOCK_EX); printf(chile get lock, fd: %d, ret: %d\n,fd, ret); sleep(10); printf(chile exit\n); exit(0); } ret flock(fd,LOCK_EX); printf(parent get lock, fd: %d, ret: %d\n, fd, ret); printf(parent exit\n); return 0; } 运行结果如图子进程持有锁并不影响父进程通过相同的fd获取锁反之亦然。 (2)使用open两次打开同一个文件得到的两个fd是独立的因为底层对应两个file对象通过其中一个加锁通过另一个无法解锁并且在前一个解锁前也无法上锁。测试程序如程序三 l 程序三 点击(此处)折叠或打开 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #include sys/file.h int main (int argc, char ** argv) { int ret; int fd1 open(./tmp.txt,O_RDWR); int fd2 open(./tmp.txt,O_RDWR); printf(fd1: %d, fd2: %d\n, fd1, fd2); ret flock(fd1,LOCK_EX); printf(get lock1, ret: %d\n, ret); ret flock(fd2,LOCK_EX); printf(get lock2, ret: %d\n, ret); return 0; } 结果如图通过fd1获取锁后无法再通过fd2获取锁。 (3) 使用exec后文件锁的状态不变。 (4) flock不能再NFS文件系统上使用如果要在NFS使用文件锁请使用fcntl。 (5) flock锁可递归即通过dup或者或者fork产生的两个fd都可以加锁而不会产生死锁。 2. lockf与fcntl l 函数原型 #include int lockf(int fd, int cmd, off_t len); fd为通过open返回的打开文件描述符。 cmd的取值为 F_LOCK给文件互斥加锁若文件以被加锁则会一直阻塞到锁被释放。 F_TLOCK同F_LOCK但若文件已被加锁不会阻塞而回返回错误。 F_ULOCK解锁。 F_TEST测试文件是否被上锁若文件没被上锁则返回0否则返回-1。 len为从文件当前位置的起始要锁住的长度。 通过函数参数的功能可以看出lockf只支持排他锁不支持共享锁。 #include #include int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ ); struct flock { ... short l_type;/* Type of lock: F_RDLCK, F_WRLCK, F_UNLCK */ short l_whence; /* How to interpret l_start: SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */ off_t l_start; /* Starting offset for lock */ off_t l_len; /* Number of bytes to lock */ pid_t l_pid; /* PID of process blocking our lock (F_GETLK only) */ ... }; 文件记录加锁相关的cmd 分三种 F_SETLK申请锁读锁F_RDLCK写锁F_WRLCK或者释放所F_UNLCK但是如果kernel无法将锁授予本进程被其他进程抢了先占了锁不傻等返回error。 F_SETLKW和F_SETLK几乎一样唯一的区别这厮是个死心眼的主儿申请不到就傻等。 F_GETLK这个接口是获取锁的相关信息 这个接口会修改我们传入的struct flock。 通过函数参数功能可以看出fcntl是功能最强大的它既支持共享锁又支持排他锁即可以锁住整个文件又能只锁文件的某一部分。 下面看fcntl/lockf的特性 (1) 上锁可递归如果一个进程对一个文件区间已经有一把锁后来进程又企图在同一区间再加一把锁则新锁将替换老锁。 (2) 加读锁共享锁文件必须是读打开的加写锁排他锁文件必须是写打开。 (3) 进程不能使用F_GETLK命令来测试它自己是否再文件的某一部分持有一把锁。F_GETLK命令定义说明返回信息指示是否现存的锁阻止调用进程设置它自己的锁。因为F_SETLK和F_SETLKW命令总是替换进程的现有锁所以调用进程绝不会阻塞再自己持有的锁上于是F_GETLK命令绝不会报告调用进程自己持有的锁。 (4) 进程终止时他所建立的所有文件锁都会被释放队医flock也是一样的。 (5) 任何时候关闭一个描述符时则该进程通过这一描述符可以引用的文件上的任何一把锁都被释放这些锁都是该进程设置的这一点与flock不同。如 fd1 open(pathname, …); lockf(fd1, F_LOCK, 0); fd2 dup(fd1); close(fd2); 则在close(fd2)后再fd1上设置的锁会被释放如果将dup换为open以打开另一描述符上的同一文件则效果也一样。 fd1 open(pathname, …); lockf(fd1, F_LOCK, 0); fd2 open(pathname, …); close(fd2); (6) 由fork产生的子进程不继承父进程所设置的锁这点与flock也不同。 (7) 在执行exec后新程序可以继承原程序的锁这点和flock是相同的。如果对fd设置了close-on-exec则exec前会关闭fd相应文件的锁也会被释放。 (8) 支持强制性锁对一个特定文件打开其设置组ID位(S_ISGID)并关闭其组执行位(S_IXGRP)则对该文件开启了强制性锁机制。再Linux中如果要使用强制性锁则要在文件系统mount时使用_omand打开该机制。 3. 两种锁的关系 那么flock和lockf/fcntl所上的锁有什么关系呢答案时互不影响。测试程序如下 点击(此处)折叠或打开 #include unistd.h #include stdio.h #include stdlib.h #include sys/file.h int main(int argc, char **argv) { int fd, ret; int pid; fd open(./tmp.txt, O_RDWR); ret flock(fd, LOCK_EX); printf(flock return ret : %d\n, ret); ret lockf(fd, F_LOCK, 0); printf(lockf return ret: %d\n, ret); sleep(100); return 0; } 测试结果如下 $./a.out flock return ret : 0 lockf return ret: 0 可见flock的加锁并不影响lockf的加锁。两外我们可以通过/proc/locks查看进程获取锁的状态。 $ps aux | grep a.out | grep -v grep 123751 18849 0.0 0.0 11904 440 pts/5 S 01:09 0:00 ./a.out $sudo cat /proc/locks | grep 18849 1: POSIX ADVISORY WRITE 18849 08:02:852674 0 EOF 2: FLOCK ADVISORY WRITE 18849 08:02:852674 0 EOF 我们可以看到/proc/locks下面有锁的信息我现在分别叙述下含义 1) POSIX FLOCK 这个比较明确就是哪个类型的锁。flock系统调用产生的是FLOCKfcntl调用F_SETLKF_SETLKW或者lockf产生的是POSIX类型有次可见两种调用产生的锁的类型是不同的 2) ADVISORY表明是劝告锁 3) WRITE顾名思义是写锁还有读锁 4) 18849是持有锁的进程ID。当然对于flock这种类型的锁会出现进程已经退出的状况。 5) 08:02:852674表示的对应磁盘文件的所在设备的主设备好次设备号还有文件对应的inode number。 6) 0表示的是所的其实位置 7) EOF表示的是结束位置。 这两个字段对fcntl类型比较有用对flock来是总是0 和EOF。
