linux 文件锁定

基础概念

Linux文件锁定是一种机制，用于控制多个进程对同一文件的并发访问。它确保在任何给定时间只有一个进程可以对文件进行写操作，从而避免数据损坏和不一致性。文件锁定可以通过多种方式实现，包括使用系统调用如fcntl、flock和lockf。

类型

共享锁（Shared Locks）：允许多个进程同时读取同一文件，但阻止任何进程写入文件。
独占锁（Exclusive Locks）：只允许一个进程读取或写入文件，阻止其他进程访问文件。

应用场景

数据库系统：数据库管理系统通常使用文件锁定来确保事务的隔离性和一致性。
多用户系统：在多用户系统中，文件锁定可以防止用户之间的数据冲突。
并发编程：在并发编程中，文件锁定可以用来同步对共享资源的访问。

常见问题及解决方法

问题：为什么文件锁定会导致死锁？

原因：死锁通常发生在两个或多个进程互相等待对方释放锁的情况下。例如，进程A持有文件X的锁并请求文件Y的锁，而进程B持有文件Y的锁并请求文件X的锁。

解决方法：

避免嵌套锁：尽量避免在一个锁的保护范围内请求另一个锁。
使用超时机制：在请求锁时设置超时时间，如果超时则放弃请求并释放已持有的锁。
按顺序加锁：确保所有进程都按照相同的顺序请求锁。

问题：如何使用`fcntl`实现文件锁定？

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

int main() {
    int fd = open("example.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    struct flock fl;
    fl.l_type = F_WRLCK;  // 独占锁
    fl.l_whence = SEEK_SET;
    fl.l_start = 0;
    fl.l_len = 0;  // 锁定整个文件

    if (fcntl(fd, F_SETLKW, &fl) == -1) {
        perror("fcntl");
        close(fd);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 执行文件操作

    fl.l_type = F_UNLCK;  // 解锁
    if (fcntl(fd, F_SETLK, &fl) == -1) {
        perror("fcntl");
    }

    close(fd);
    return 0;
}

参考链接：