Java文件加锁机制

专栏导读

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一、文件加锁lock

很多时候，会出现多个线程同时修改同一个文件的情形，这时就会出现很多问题，文件锁可以解决这个问题，它可以控制对文件或文件中的内容的访问权限。

加入用户同时想修改某个文件，线程1应该就会锁定此文件，线程2发现文件被锁定时，它必须等待该文件解锁。

可以通过FileChannel类的lock或者tryLock方法进行加锁解锁。

下面代码会使文件会使文件进入锁定状态，直至通道关闭，或者调用release方法。

// 以可写的方式打开一个文件 nezha.txt 的通道
FileChannel channel = FileChannel.open(Paths.get("nezha.txt"), StandardOpenOption.WRITE);
// 阻塞直至获取锁
FileLock lock = channel.lock();
// 会立即返回，要么返回锁，要么返回null
FileLock tryLock = channel.tryLock();

二、FileLock类文件锁定

Java提供了文件加锁的机制，可以使用java.nio.channels.FileLock类来实现文件锁定。FileLock类提供了两种锁定方式：

• 共享锁定：使用FileLock.sharedLock()方法获取共享锁定，允许多个线程同时读取文件，但不允许其他线程对文件进行写操作。
• 独占锁定：使用FileLock.exclusiveLock()方法获取独占锁定，只允许一个线程对文件进行读写操作，其他线程无法对文件进行任何操作。

import java.io.*;  
import java.nio.*;  
import java.nio.channels.*;  
  
public class FileLockExample {  
    public static void main(String[] args) {  
        try {  
            RandomAccessFile file = new RandomAccessFile("example.txt", "rw");  
            FileChannel channel = file.getChannel();  
  
            // 获取共享锁定  
            FileLock sharedLock = channel.lock();  
  
            // 获取独占锁定  
            FileLock exclusiveLock = channel.lock(0, Long.MAX_VALUE, false);  
  
            // 进行读写操作  
            byte[] data = "Hello, World!".getBytes();  
            file.write(data);  
  
            // 释放锁定  
            sharedLock.release();  
            exclusiveLock.release();  
  
            file.close();  
        } catch (IOException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
    }  
}

在上面的示例中，首先通过RandomAccessFile类打开一个文件，并获取该文件的FileChannel对象。然后使用lock()方法获取共享锁定和独占锁定，进行读写操作后释放锁定。需要注意的是，在使用FileLock类时，需要处理IOException异常。

• shared如果是false，表示锁定文件的目的是读写；
• shared如果是true，表示这是一个共享锁，允许多个线程从文件中读取，并阻止任何进程获得独占的锁。

并不是所有的系统都支持共享锁，可以通过FileLock的isShared方法查询锁的类型。

三、FileLock常用方法

1. FileChannel lock()：获取文件的独占锁定。如果文件已被锁定，则阻塞直到锁定可用。
2. FileChannel lock(long position, long size, boolean shared)：获取文件的锁定，该锁定从文件的指定位置开始，并持续指定大小。如shared为true，则获取共享锁定；如果为false，则获取独占锁定。如果锁定不可用，则阻塞直到锁定可用。
3. void release()：释放锁定。如果锁定未释放，则阻塞直到锁定释放。
4. boolean isShared()：返回true如果此锁定是共享锁定，否则返回false。
5. boolean isValid()：返回true如果此锁定有效且尚未释放，否则返回false。
6. long getPosition()：返回此锁定的位置。
7. long getSize()：返回此锁定的大小。
8. String toString()：返回此锁定的字符串表示形式。