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2011年(38)

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分类: LINUX

2011-06-17 19:58:23

 文件锁操作
在锁机制的使用中,最常见的操作有锁的请求、释放和测试等,这些操作代码基本类似,本处将一一说明。
1. 测试锁
设计函数SeeLock,它查询文件描述符fd对应文件的锁信息,其原型为:
void SeeLock(int fd, int start, int len);
本函数查询描述符fd对应文件从偏移start处开始的len字节中的锁信息,如代码6-5所示:
代码6-5 测试锁源码(节自/code/chapter6/lock1.c
void SeeLock(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;
F_GETLK 取得文件锁定的状态。 
    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. 申请读锁
设计共享读锁申请函数GetReadLock,其原型为:
void GetReadLock(int fd, int start, int len);
本函数以阻塞模式在文件描述符fd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,如代码6-6所示:
代码6-6 阻塞申请共享读锁源码(节自/code/chapter6/lock1.c
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. 申请写锁
设计互斥写锁申请函数GetWriteLock,其原型为:
void GetWriteLock(int fd, int start, int len)
本函数以阻塞模式在文件描述符fd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,如代码6-7所示:
代码6-7 阻塞申请互斥写锁源码(节自/code/chapter6/lock1.c
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(stderr, "[%d] Set Write Lock failed.\n", getpid());
    else fprintf(stderr, "[%d] Set Write Lock From %d To %d\n", getpid(), start, len);
}
4. 释放锁
设计文件锁释放函数ReleaseLock,其原型为:
void ReleaseLock(int fd, int start, int len);
本函数从文件描述符fd对应的文件中的释放锁,释放的区域为从偏移start处开始的len字节,如代码6-8所示:
代码6-8 释放锁源码(节自/code/chapter6/lock1.c
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);
}
实例
本处设计了一个文件锁控制进程的实例,如代码6-9所示:
代码6-9 释放锁源码(节自/code/chapter6/lock1.c
#include
#include
void main()
{
    int fd;
    struct flock arg;
    if ((fd = open("/tmp/tlock1", O_RDWR| O_CREAT, 0755)) <0)
    {
        fprintf(stderr, "open file failed.\n");
        return;
    }
    SeeLock(fd, 0, 10);    
    GetReadLock(fd, 0, 10);     /* 申请读锁 */
    SeeLock(fd, 11, 20);       
    GetWriteLock(fd, 11, 20);   /* 申请写锁 */
    sleep(30);     
    ReleaseLock(fd, 0, 10);     /* 释放锁 */
    ReleaseLock(fd, 11, 20);    /* 释放锁 */
}
编译代码6-9如下:
# make lock1
        cc -O -o lock1 lock1.c
后台执行进程lock1。它在文件010字节处设置读锁在文件1120字节处设置写锁然后进入休眠。
# ./lock1 &
No Lock From 0 To 10                    (进程19062,检查文件0~10处,发现无锁)
[19062] Set Read Lock From 0 To 10      (进程19062,在文件0~10处,设置读锁)
No Lock From 11 To 20                   (进程19062,检查文件11~20处,发现无锁)
[19062] Set Write Lock From 11 To 20    (进程19062,在文件11~20处,设置写锁)
19062
再执行进程lock1,此时第二个进程lock1将查询到文件第010字节处具有读锁,文件第11~20字节处具有写锁。由于读锁的共享性和写锁的互斥性,进程能够申请到读锁,但不能申请到写锁,进程阻塞。
# ./lock1
Read Lock From 0 To 10, id=19062        进程19063检查文件0~10发现读锁
[19063] Set Read Lock From 0 To 10      进程19063在文件0~10设置读锁
Write Lock From 11 To 20, id=19062      进程19063检查文件11~20发现写锁
直到第一个lock1进程执行完毕,释放所占用的读、写锁,第二个lock1进程方可获取写锁,然后进入休眠阶段。
[19062] UnLock From 0 To 10             进程19062释放文件0~10处的读锁
[19062] UnLock From 11 To 20            进程19062释放文件0~10处的读锁
[19063] Set Write Lock From 11 To 20    进程19063在文件11~20设置写锁
休眠结束,程序退出。
[19063] UnLock From 0 To 10             进程19062释放文件0~10处的读锁
[19063] UnLock From 11 To 20            进程19062释放文件0~10处的读锁
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