[21]APUE:线程同步之记录锁(文件)
[a] 概念
- 建议锁:在遵循相同记录锁规则的进程/线程间生效,通常用于保证某个程序自身多个进程/线程间的数据一致性
- 强制锁:意在保证所有进程间的数据一致性,但不一定有效;如不能应对先 unlink 后建立同名副本的行为
[b] fcntl
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *flockp) //出错返回 -1
struct flock {
short l_type; //锁类型:F_RDLCK / F_WRLCK / F_UNLCK
short l_whence; //偏移基准:SEEK_SET / SEEK_CUR / SEEK_END
off_t l_start; //相对于 l_whence 的偏移量(byte)
off_t l_len; //加锁区域的长度(byte)
pid_t l_pid; //仅对 F_GETLK 有意义,获取当前拥有锁的进程 ID
}
- 操纵记录锁时,fcntl 的第三个参数是一个指向 flock 结构体的指针
- cmd 可以为 F_GETLK / F_SETLK / F_SETLKW,分别用于获取文件的锁状态、设置锁(非阻塞)、设置锁(阻塞)
- struct flock 中 l_len 字段若设置为 0,表示区段范围动态扩展至文件末尾, 如加锁之后在文件末尾追加的任何数据将被锁定,若设置为 -1,表示 l_start 之前的所有数据;l_type 字段设置为 F_UNLCK 时用于清除指定的锁
- 同一进程对同一文件的同一区段重复加锁,新锁会取代旧锁,旧锁即时失效
- 执行 F_GETLCK 时,目前的锁状态信息会被写入 flock 结构体中
[c] 死锁
- 两个进程相互等待对方持有的锁且不释放自己锁定的资源时,会形成死锁
- 现代的操作系统会自动解开死锁,通常是使其中一个进程的出错返回,而另一个进程成功获得锁,但不能确定一定是哪个进程获得锁
[d] 锁的隐含继承和释放
- 进程终止时,其所建立的锁会全部释放
- 当多个文件描述符关联到同一个文件时,其中任何一个文件描述符关闭,将会导致锁被释放
- fork 之后的子进程不继承父进程的锁,exec 之后的进程继承原进程的锁(若设置了 close-on-exec 标志,则不继承)
[e] 在文件末尾加锁
- 由于文件末尾的位置会随着追加数据而变化,故解锁时需要注意指定正确的范围
[f] 锁的组合与分裂
- 若对两个已加锁的区段中间的部分全部加锁,则此三部分会组合成一个锁
- 若对已经加锁的区段中间的一部分进行解锁,则原锁会被自动分裂为两个锁
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