fcntl文件锁操作

文件锁经常应用于两个方面:
1.一是锁定文件中的临界数据，比如并发投票时文件记录的投票数2.二是利用具有互斥性质的写锁，实现进程的并发控制。

/*使用文件锁*/<F5>
#include <fcntl.h>

fcntl(int fildes,int cmd,struct flock* arg);
cmd:F_GETLK,F_SETLK,F_SETLKW
获得或设置记录锁。
如果出错，所有命令都返回-1.

在fcntl.h中的锁信息结构
struct flock
{
    /*锁类型*/
    short l_type;//取值为读锁F_RDLCK,写锁F_WRLCK,释放锁F_UNLCK
    /*锁区域的开始位置*/
    short l_whence;//锁区域开始地址的相对位置,取值为SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END
    long l_start;//锁区域万开始地址的偏移量，与l_whence共同确定锁区域的绝对开始位置
    /*锁区域的长度*/
    long l_len;//如果为0，则表示锁至文件末
    /*拥有锁的进程的ID号*/
    short l_pid;
}

F_GETLK: 在申请文件锁之前查找锁信息。
当制定区域中存在多个文件锁时，fcntl只返回其一。
调用成功返回任意非负整数，否则返回-1
用户提交申请的锁类型，函数返回与该锁类型不兼容的锁信息。
如果提交读锁，fcntl只返回该区域内的写锁而忽略读写。因为读锁只与写锁不兼容
如果提交写锁，fcntl只返回区域内的全部锁信息。因为写锁与其他任意锁都不兼容
如果区域内无文件锁时，arg指向的flock结构的成员l_type将被置为F_UNLCK。

所以使用写锁来测试判断文件某块区域内是否已经有现存锁。

F_SETLK:设置读锁，写锁，清除锁。
调用失败返回-1，否则返回其他值。
如果本进程在该区域已经申请锁，则新锁取代该区域的老锁
如果该区域已被其他进程加锁，而且与新锁不兼容，则函数会调用失败。

F_SETLKW：
为F_SETLK的阻塞版，设置读锁，写锁，清除锁，但是会此阻塞版会导致进程阻塞直到请求被完成为止。而F_SETLK会在执行失败时会立刻返回。

使用流程:将测试锁，申请锁，释放锁三块儿封装成三个函数调用,，封装为库函数会使得以后的使用简单方便许多。
测试锁:查询文件描述符对应文件的锁信息，判断是否有不兼容已存锁

1.封装测试锁函数:void SeekLock(int fd,int start,int len);
功能:判断文件描述符对应的文件从文件开始处偏移start处开始的len字节区域中的锁信息：
void SeekLock(int fd,int start,int len)
{
    struct flock arg;
    arg.l_type = F_WRLCK;
    arg.l_whence = SEEK_SET;
    arg.l_start = start;
    arg.l_len = len;
    if(fcntl(fd,F_GETLK,&arg) == -1)
    {
        fprintf(stderr,"See Lock failed.\n");
    }
    else if(arg.l_type == F_UNLCK)
    {
        fprintf(stderr,"No lock from %d to %d\n",start,len);
    }
    else if(arg.l_type == F_WRLCK)
    {
        fprintf(stderr,"Write Lock From %d to %d,id = %d\n",start,len,arg.l_pid);
    }
    else if(arg.l_type == F_RDLCK)
    {
        fprintf(stderr,"Read Lock From %d To %d,id = %d\n",start,len,arg.l_pid);
    }
}

2.封装申请读锁函数
void GetReadLock(int fd,int start,int len);
已阻塞模式在文件描述符对应的文件中申请共享读锁，锁定的区域为从偏移start处开始的len字节长度大小的区域

void GetReadLock(int fd,int start,int len)
{
    struct flock arg;
    arg.l_type = F_RDLCK;
    arg.l_whence = SEEK_SET;
    arg.l_start = start;
    arg.l_len = len;
    if(fcntl(fd,F_SETLKW,&arg) == -1)
    {
        fprintf(stderr,"[%d] Set Read Lock failed.\n",getpid());
    }
    else
        fprintf(stderr,"[%d] Set Read Lock From %d To %d\n",getpid(),start,len);
}

3.封装申请设置写锁函数
互斥写锁申请函数GetWriteLock,原型为:
void GetWriteLock(int fd,int start,int len)
功能:已阻塞模式在文件描述符对应的文件中申请互斥写锁，锁定的区域为从偏移start处开始的len字节长度大小的区域。

void GetWriteLock(int fd,int start,int len)
{
    struct flock arg;
    arg.l_type = F_WRLCK;
    arg.l_whence = SEEK_SET;
    arg.l_start = start;
    arg.l_len = len;
    if(fcntl(fd,F_SETLKW,&arg) == -1)
    {
        fprintf(srderr,"[%d] Set Write Lock failed.\n",getpid());
    }
    else
        fprintf(stderr,"[%d] Set Write Lock %d To %d\n",getpid(),start,len);
}

}
}

4.释放锁
void ReleaseLock(int fd,int start,int len)
{
    struct flock arg;
    arg.l_type = F_UNLCK;
    arg.l_whence = SEEK_SET;
    arg.l_start = start;
    arg.l_len = len;
    if(fcntl(fd,F_SETLKW,&arg) == -1)
    {
        fprintf(stderr,"[%d] Unlock failed.\n",getpid());
    }
    else
        fprintf(stderr,"[%d]Unlock From %d To %d\n",getpid(),start,len);
}