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-- linux爱好者,业余时间热衷于分析linux内核源码 -- 目前主要研究云计算和虚拟化相关的技术,主要包括libvirt/qemu,openstack,opennebula架构和源码分析。 -- 第五届云计算大会演讲嘉宾 微博:@Marshal-Liu

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分类: LINUX

2009-06-11 13:29:11

fcntl函数功能总结
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).
当子进程exec一个新的程序时,调用进程中打开的文件描述符仍然保持打开,但设置了执行即关FD_CLOEXEC的文件描述字除外。如果该标志设置,则描述字在exec时将被关闭。否则该描述字在exec后仍保持打开
     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.."<                   break;

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

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

   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。
 
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