fcntl 函数介绍

fcntl()用来操作文件描述词的一些特性。参数fd代表欲设置的文件描述词，参数cmd代表欲操作的指令。

文件描述词,当一个文件打开后,系统会分配一部分资源来保存该文件的信息.以后对文件的操作就可以直接引用该部分资源了,文件描述词可以认为是该部分资源的一个索引,在打开文件时返回.fcntl是用来对文件的一些属性进行设置的,需要一个文件描述词参数.

有以下几种情况: 
F_DUPFD用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述词，并且复制参数fd的文件描述词。执行成功则返回新复制的文件描述词。请参考dup2()。F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。 
F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。 
F_GETFL 取得文件描述词状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。 
F_SETFL 设置文件描述词状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。 
F_GETLK 取得文件锁定的状态。 
F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。 
F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。参数lock指针为flock 结构指针，定义如下 
struct flcok 
{ 
short int l_type; /* 锁定的状态*/ 
short int l_whence;/*决定l_start位置*/ 
off_t l_start; /*锁定区域的开头位置*/ 
off_t l_len; /*锁定区域的大小*/ 
pid_t l_pid; /*锁定动作的进程*/ 
}; 
l_type 有三种状态: 
F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定 
F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定 
F_UNLCK 删除之前建立的锁定 
l_whence 也有三种方式: 
SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置。 
SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置 
SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置。

返回值 成功则返回0，若有错误则返回-1，错误原因存于errno.

该函数可以改变已打开的文件的性质。 
#include 
int fcntl(int fields, int cmd, .../* int arg */); //若成功则依赖于cmd,若出错则返回-1

第三个参数总是一个整数，与上面所示函数原型中的注释部分相对应。但是在作为记录锁用时，第三个参数则是指向一个结构的指针。 
fcntl函数有5种功能： 
1.复制一个现有的描述符（cmd=F_DUPFD）. 
2.获得／设置文件描述符标记(cmd=F_GETFD或F_SETFD). 
3.获得／设置文件状态标记(cmd=F_GETFL或F_SETFL). 
4.获得／设置异步I/O所有权(cmd=F_GETOWN或F_SETOWN). 
5.获得／设置记录锁(cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).

#include 
#include 
#include 
#include 
using namespace std;

int main(int argc,char* argv[]) 
{ 
int fd,var; 
// fd=open("new",O_RDWR);

if (argc!=2) 
{ 
perror("--"); 
cout<<"请输入参数，即文件名！"<

if((var=fcntl(atoi(argv[1]), F_GETFL, 0))<0) 
{ 
strerror(errno); 
cout<<"fcntl file error."<

switch(var & O_ACCMODE) 
{ 
case O_RDONLY : cout<<"Read only.."<

case O_WRONLY : cout<<"Write only.."<

case O_RDWR : cout<<"Read wirte.."<

default : break; 
}

if (val & O_APPEND) 
cout<<",append"<

if (val & O_NONBLOCK) 
cout<<",noblocking"<

cout<<"exit 0"<

exit(0); 
}

 

fcntl文件锁有两种类型：建议性锁和强制性锁 
建议性锁是这样规定的：每个使用上锁文件的进程都要检查是否有锁存在，当然还得尊重已有的锁。内核和系统总体上都坚持不使用建议性锁，它们依靠程序员遵守这个规定。 
强制性锁是由内核执行的。当文件被上锁来进行写入操作时，在锁定该文件的进程释放该锁之前，内核会阻止任何对该文件的读或写访问，每次读或写访问都得检查锁是否存在。

系统默认fcntl都是建议性锁，强制性锁是非POSIX标准的。如果要使用强制性锁，要使整个系统可以使用强制性锁，那么得需要重新挂载文件系统， mount使用参数 -0 mand打开强制性锁，或者关闭已加锁文件的组执行权限并且打开该文件的set-GID权限位。 
建议性锁只在cooperating processes之间才有用，对cooperating process的理解是最重要的，它指的是会影响其它进程的进程或被别的进程所影响的进程，举两个例子： 
（1）我们可以同时在两个窗口中运行同一个命令，对同一个文件进行操作，那么这两个进程就是cooperating processes； 
(2) cat file | sort， 那么cat和sort产生的进程就是使用了pipe的cooperating processes。

使用fcntl文件锁进行I/O操作必须小心：进程在开始任何I/O操作前如何去处理锁，在对文件解锁前如何完成所有的操作，是必须考虑的。如果在设置锁之前打开文件，或者读取该锁之后关闭文件，另一个进程就可能在上锁/解锁操作和打开/关闭操作之间的几分之一秒内访问该文件。当一个进程对文件加锁后，无论它是否释放所加的锁，只要文件关闭，内核都会自动释放加在文件上的建议性锁（这也是建议性锁和强制性锁的最大区别）, 所以不要想设置建议性锁来达到永久不让别的进程访问文件的目的(强制性锁才可以)^_^；强制性锁则对所有进程起作用。

fcntl使用三个参数 F_SETLK/F_SETLKW， F_UNLCK和F_GETLK, 来分别要求、释放、测试record locks， record locks是对文件一部分而不是整个文件的锁，这种细致的控制使得进程更好地协作以共享文件资源。fcntl能够用于读取锁和写入锁，read lock也叫shared lock（共享锁）, 因为多个cooperating process能够在文件的同一部分建立读取锁；write lock被称为exclusive lock(排斥锁)， 因为任何时刻只能有一个cooperating process在文件的某部分上建立写入锁。如果cooperating processes对文件进行操作，那么它们可以同时对文件加read lock， 在一个cooperating process加write lock之前，必须释放别的cooperating process加在该文件的read lock和wrtie lock， 也就是说，对于文件只能有一个write lock存在，read lock和wrtie lock不能共存

O_ACCMODEThis macro stands for a mask that can be bitwise-ANDed with the file status flag value to produce a value representing the file access mode. The mode will be O_RDONLY, O_WRONLY, or O_RDWR. (In the GNU system it could also be zero, and it never includes the O_EXEC bit.)

翻译：

这个宏作为一个掩码以与文件状态标识值做AND位运算，产生一个表示文件访问模式的值。这模式将是O_RDONLY, O_WRONLY, 或 O_RDWR（在GNU系统中，也可能是零，并且从不包括 O_EXEC 位）

 

O_ACCMODE<0003>：读写文件操作时，用于取出flag的低2位
O_RDONLY<00>：只读打开
O_WRONLY<01>：只写打开
O_RDWR<02>：读写打开

main( int argc, char ** argv ) 

argv： 指针的指针 

argc： 整数 

char **argv or char *argv[] or char argv[][] 



为了能形象的说明这两个参数的含义，我们先用一个实例来进行讲解： 



假设程序的名称为test，当只输入test，则由操作系统传来的参数为： 

argc = 1,表示只有一程序名称； 

argc只有一个元素，argv[0]指向输入的程序路径及名称：./ test 



当输入test para_1，有一个参数，则由操作系统传来的参数为： 

argc = 2，表示除了程序名外还有一个参数； 

argv[0]指向输入的程序路径及名称； 

argv[1]指向参数para_1字符串