分类： LINUX
2014-10-01 12:53:33
1．记录锁的功能
当一个进程正在读或修改文件的某个部分时，它可以阻止其他进程修改同一文件区。我们不应该从字面上去理解记录锁，实际上它应该叫“区域锁”，因为它锁定的只是文件的一个（也可能是整个文件）。这个区域用来存放多用户的共享区。
2．记录锁的分类
记录锁分为共享读锁和独占写锁，前者也叫做共享锁后者也叫做排他锁。
3．加锁规则
如果一个进程对共享区加了共享读锁，其他进程只能加共享读锁。如果一个进程加了独占写锁，其他进程就不能加任何锁。
4．死锁
如果两个相互等待对方持有并且不释放（已被锁定）的资源是时，则这两个进程就处于死锁状态。如果一个进程已经控制了文件的一个加锁区域，然后它又试图对另一个进程控制的区域加锁，则它就会睡眠，在这种情况下，有发生死锁的可能性。
5．锁的隐含继承和释放
（1）锁与进程和文件两方面有关系，它和前者关系是：当一个进程结束后，他对文件加的锁也就消失了。它和后者的关系是：当进程close文件描述符，切断文件和进程的联系进程所创建的锁也会消失。
（2）由fork产生的子进程不继承父进程所设置的锁。这意味着，若一个进程得到一把锁，然后调用fork，那么对于父进程创建的锁而言，子进程被视为另一个进程，不会拥有该锁。
（3）在执行exec后，新进程可以继承原执行的锁。因为执行exec前后还是一个进程。我们只是改变进程执行的程序，并没有创建新的进程。
不让exec继承原来锁的方法/* set close-on-exec flag for descriptor */：
加锁后，
val = fcntl(fd, F_GETFD, 0);
val |= FD_CLOEXEC;
fcntl(fd, F_SETFD, val);
6．要注意的问题
记录锁只是提供竞争进入某段代码区的功能，不会导致对文件操作失败。也就是说，我们对文件进行加锁后，我们还是可以对文件进行操作。
下面是给一个文件加锁和测试锁的程序。
|
/*12_1.c加锁程序*/ |
|
/*12_2.c测试锁程序*/ |
先在后台运行加锁程序
#./12_1 12_1.c&
然后在十秒之内运行测试锁的程序
#./12_2 12_1.c
在屏幕上会打印：Is clocked!
如果等待10秒12_1.c运行完
再次运行测试锁的程序则会打印：Is not clocked!
12_1 把文件锁住，所以12_1.c文件的资源暂时不可获得，可12_2 程序仍然可以往12_1.c 里面写入"123456"。12_2 10秒后再运行，这时文件12_1.c 未被加锁，并且12_2 程序往12_1.c 里面写入了"123456"。
功能描述：根据文件描述词来操作文件的特性。
文件控制函数
fcntl -- file control
LIBRARY
Standard C Library (libc, -lc)
SYNOPSIS
#include
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock);
[描述]
Fcntl()针对(文件)描述符提供控制.参数fd 是被参数cmd操作(如下面的描述)的描述符.
针对cmd的值,fcntl能够接受第三个参数int arg
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).
cmd值：
F_DUPFD 返回一个如下描述的(文件)描述符:
o 最小的大于或等于arg的一个可用的描述符
o 与原始操作符一样的某对象的引用
o 如果对象是文件(file)的话,返回一个新的描述符,这个描述符与arg 共享相同的偏移量(offset)
o 相同的访问模式(读,写或读/写)
o 相同的文件状态标志(如:两个文件描述符共享相同的状态标志)
o 与新的文件描述符结合在一起的close-on-exec 标志被设置成交叉式访问execve(2)的系统调用
F_GETFD 取得与文件描述符fd联合close-on-exec标志,类似FD_CLOEXEC.如果返回值和FD_CLOEXEC进行与运算结果是0的话,文件保 持交叉式访问exec(),否则如果通过exec运行的话,文件将被关闭(arg 被忽略)
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fd的文件状态标志,如同下面的描述一样(arg被忽略)
F_SETFL 设置给arg描述符状态标志,可以更改的几个标志是： O_APPEND， O_NONBLOCK，O_SYNC和O_ASYNC。
F_GETOWN 取得当前正在接收SIGIO或者SIGURG信号的进程id或进程组id,进程组id返回成负值(arg被忽略)
F_SETOWN 设置将接收SIGIO和SIGURG信号的进程id或进程组id,进程组id通过提供负值的arg来说明,否则,arg将被认为是进程id
命令字(cmd)F_GETFL和F_SETFL的标志如下面的描述:
O_NONBLOCK 非阻塞I/O;如果read(2)调用没有可读取的数据,或者如果write(2)操作将阻塞,read或write调用返回-1和EAGAIN错误
O_APPEND 强制每次写(write)操作都添加在文件大的末尾,相当于open(2)的O_APPEND标志
O_DIRECT 最小化或去掉reading和writing的缓存影响.系统将企图避免缓存你的读或写的数据.如果不能够避免缓存,那么它将最小化已经被缓存了的数据造 成的影响.如果这个标志用的不够好,将大大的降低性能
O_ASYNC 当I/O可用的时候,允许SIGIO信号发送到进程组,例如:当有数据可以读的时候
在修改文件描述符标志或文件状态标志时必须谨慎，先要取得现在的标志值，然后按照希望修改它，最后设置新标志值。不能只是执行F_SETFD或F_SETFL命令，这样会关闭以前设置的标志位。
fcntl的返回值 与命令有关。如果出错，所有命令都返回－1，如果成功则返回某个其他值。下列三个命令有特定返回值：F_DUPFD,F_GETFD,F_GETFL以及F_GETOWN。第一个返回新
的文件描述符，第二个返回相应标志，最后一个返回一个正的进程ID或负的进程组ID。
控制fd的例程 如下：
#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！"<
/**三个存取方式标志(O_RDONLY,O_WRONLY,以及O_RDWR)并不各占1位。(这三种标志的值各是0、1和2，由于历 史原因。这三种值互斥—一个文件只能有这三种值之一。)因此首先必须用屏蔽字O_ACCMODE取得存取方式位，然后将结果与这三种值相比较。
****/
switch(var & O_ACCMODE)
{
case O_RDONLY : cout<<"Read only.."<
.获得／设置记录锁的功能： (cmd=F_GETLK,F_SETLK或F_SETLKW).
F_GETLK 通过第三个参数arg(一个指向flock的结构体)取得第一个阻塞lock description指向的的锁.取得的信息将覆盖传到fcntl()的flock结构的信息.如果没有发现能够阻止本次锁(flock)生成的锁,这 个结构将不被改变,除非锁的类型被设置成F_UNLCK.
F_SETLK 按照指向结构体flock的指针的第三个参数arg所描述的锁的信息设置或者清除一个文件segment锁.F_SETLK被用来实现共享(或读)锁 (F_RDLCK)或独占(写)锁(F_WRLCK),同样可以去掉这两种锁(F_UNLCK).如果共享锁或独占锁不能被设置,fcntl()将立即返 回EAGAIN.
F_SETLKW 除了共享锁或独占锁被其他的锁阻塞这种情况外,这个命令和F_SETLK是一样的.如果共享锁或独占锁被其他的锁阻塞,进程将等待直到这个请求能够完成. 当fcntl()正在等待文件的某个区域的时候捕捉到一个信号,如果这个信号没有被指定SA_RESTART,fcntl将被中断.
当一个共享锁被set到一个文件的某段的时候,其他的进程可以set 共享锁到这个段或这个段的一部分.共享所阻止任何其他进程set独占锁到这段保护区域的任何部分.如果文件描述符没有以读的访问方式打开的话,共享锁的设置请求会失败
独占锁阻止任何其他的进程在这段保护区域任何位置设置共享锁或独占锁.如果文件描述符不是以写的访问方式打开的话,独占锁的请求会失败
结构体flock的指针 ：
struct flcok
{
short int l_type; /* 锁定的状态*/
//这三个参数用于分段对文件加锁，若对整个文件加锁，则：l_whence=SEEK_SET,l_start=0,l_len=0;
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.
http://blog.chinaunix.net/space.php?uid=9162199&do=blog&id=108496