Linux文件鎖定

Question

問題：在Linux平台上創建新文件或覆蓋現有文件，以便其他進程可以將其打開以供只讀。 使用CreateFile可以執行以下操作：

CreateFile("blah.log", GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ,
           NULL, CREATE_ALWAYS, FILE_ATTRIBUTE_NORMAL, NULL);

如果另一個文件打開了具有類似標志的文件，則此調用將無法覆蓋該文件。

如何在Linux上實現類似的行為？ 假定所有程序都遵守咨詢鎖。

Answer 1

使用open和咨詢性flock鎖定，編寫者需要持有LOCK_EX獨占鎖定。 讀者不得持有任何鎖，然后他們可能會看到文件突然被截斷。

普通的fopen可以用於讀者。 對於品行端正的作家，

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <sys/file.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>

// never truncates
int fd = open("foo.log", O_CREAT|O_WRONLY /*or O_RDWR */, 0644 /* mode */);
if (flock(fd, LOCK_EX|LOCK_NB) != 0) {
    perror("Locking failed - I am not an exclusive writer");
    exit(1);
}

// I hold the exclusive lock - now, truncate the file to 0 bytes
ftruncate(fd, 0);

（為簡便起見，省略了其他錯誤檢查）

如果您希望對其中的文件使用<stdio.h>例程，則可以使用fdopen ：

// "w" will not truncate!
FILE *f = fdopen(fd, "w"); // or `r+` for O_RDWR...

請注意，讀取器不得在文件上設置LOCK_SH鎖，否則寫入器將無法打開它。

Answer 2

您正在尋找flock和lockf功能:)

大部分內容都是基於man 2 flock和man lockf ，所以我衷心推薦閱讀。

這是來自man lockf

 #include <unistd.h> int lockf(int fd, int cmd, off_t len); 

…

描述

在打開的文件的一部分上應用，測試或刪除POSIX鎖。 該文件由fd指定，文件描述符打開以供寫入，操作由cmd指定，如果len為正，則該部分由字節位置pos..pos + len-1組成；如果len為len，則由pos-len..pos-1組成。為負，其中pos是當前文件位置，如果len為零，則此部分從當前文件位置延伸到無窮大，包括當前和將來的文件結尾位置。 在所有情況下，該節都可能會擴展到當前文件末尾。

在Linux上， lockf()只是fcntl（2）鎖定之上的接口。 許多其他系統也以這種方式實現lockf() ，但請注意，POSIX.1 lockf()指定lockf()和fcntl(2)鎖之間的關系。 便攜式應用程序可能應該避免混合使用這些接口。

有效操作如下：

• F_LOCK在文件的指定部分設置排他鎖。 如果此部分（的一部分）已被鎖定，則調用將阻塞，直到釋放先前的鎖定為止。 如果此部分與先前鎖定的部分重疊，則兩者將合並。 一旦持有鎖的進程關閉文件的某些文件描述符，就會釋放文件鎖。 子進程不會繼承這些鎖。
• F_TLOCK同F_LOCK但呼叫從未塊並返回，而不是如果該文件已被鎖定的錯誤。
• F_ULOCK解鎖文件的指示部分。 這可能導致鎖定部分被分成兩個鎖定部分。
• F_TEST測試鎖：如果指定的部分已被此過程解鎖或鎖定，則返回0；否則返回0。 返回-1 ，如果另一個進程持有鎖，則將errno為EAGAIN （在某些其他系統上為EACCES ）。

但這僅是排他鎖，因此並不真正適用於單寫，多讀的情況。

我看一下unix套接字（ man unix ）。 它們就像文件或套接字（它們是套接字，但是您可以在它們上使用file-io函數）一樣工作，並嘗試關聯其他人已經擁有的套接字（可以像普通文件一樣駐留在文件系統中）失敗。

老實說，您嘗試做的事情聽起來很像IPC（進程間通信），這很好–但是您可能希望了解簡單共享內存的協調！ shmget和類似的東西將使您能夠以類似於文件的方式打開事物，並且您可以以這種方式直接在進程之間以高性能直接交換數據，而不會造成將數據寫入磁盤的麻煩。 （您可以非常相似地將實際文件映射到內存中，但是不能解決鎖定問題）。

但是：這些是解決IPC問題的非常底層的方法。 我建議實際使用IPC庫。 有很多產品可以滿足不同系統的需求-從大型集群類系統的MPI，非常好的基於套接字的系統或類似套接字的靈活系統（想到了ZeroMQ）。