读书笔记：第9章 记录上锁 (3)
《UNIX网络编程：卷2》
强制性上锁
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/*
* lockmain.c
* 图9-2 文件上锁例子的main函数
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
#define MAXLINE 1024
#define SEQFILE "seqno"
void my_lock(int fd);
void my_unlock(int fd);
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
long i, seqno;
// pid_t pid;
ssize_t n;
char line[MAXLINE + 1];
int times;
if (argc != 2) {
fprintf(stderr, "loopnone [num]\n");
exit(1);
}
times = atoi(argv[1]);
// pid = getpid(); // 获取进程ID
// 打开文件
if ((fd = open(SEQFILE, O_RDWR, FILE_MODE)) < 0) {
fprintf(stderr, "open %s error: %s\n", SEQFILE, strerror(errno));
exit(1);
}
for (i = 0; i < times; i++) {
my_lock(fd); // 锁定文件
lseek(fd, 0L, SEEK_SET); //定位到文件开始位置
if ((n = read(fd, line, MAXLINE)) < 0) { // 读取一行
fprintf(stderr, "read error: %s\n", strerror(errno));
exit(1);
}
line[n] = '\0';
n = sscanf(line, "%ld\n", &seqno); // 将字符转换成数字
// printf("%s: pid = %d, seq# = %ld\n", argv[0], pid, seqno);
seqno++; // 加1
snprintf(line, sizeof(line), "%ld\n", seqno); // 将数字写回缓冲区
lseek(fd, 0L, SEEK_SET); // 定位到文件开始处
if (write(fd, line, strlen(line)) < 0) { // 将缓冲区内容写回文件
fprintf(stderr, "write error: %s\n", strerror(errno));
exit(1);
}
my_unlock(fd); // 解锁文件
}
exit(0);
}
/*
* locknone.c
* P155 图9-1 不上锁的函数
*/
void my_lock(int fd)
{
return; // 不做任何事情，直接返回
}
void my_unlock(int fd)
{
return; // 不做任何事情，直接返回
}
---------------------------------------------------------------
/*
* lockmain.c
* 图9-2 文件上锁例子的main函数
*/
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
#define MAXLINE 1024
#define SEQFILE "seqno"
void my_lock(int fd);
void my_unlock(int fd);
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
long i, seqno;
// pid_t pid;
ssize_t n;
char line[MAXLINE + 1];
int times;
if (argc != 2) {
fprintf(stderr, "loopfcntl [num]\n");
exit(1);
}
times = atoi(argv[1]);
// pid = getpid(); // 获取进程ID
// 打开文件
if ((fd = open(SEQFILE, O_RDWR, FILE_MODE)) < 0) {
fprintf(stderr, "open %s error: %s\n", SEQFILE, strerror(errno));
exit(1);
}
for (i = 0; i < times; i++) {
my_lock(fd); // 锁定文件
lseek(fd, 0L, SEEK_SET); //定位到文件开始位置
if ((n = read(fd, line, MAXLINE)) < 0) { // 读取一行
fprintf(stderr, "read error: %s\n", strerror(errno));
exit(1);
}
line[n] = '\0';
n = sscanf(line, "%ld\n", &seqno); // 将字符转换成数字
// printf("%s: pid = %d, seq# = %ld\n", argv[0], pid, seqno);
seqno++; // 加1
snprintf(line, sizeof(line), "%ld\n", seqno); // 将数字写回缓冲区
lseek(fd, 0L, SEEK_SET); // 定位到文件开始处
if (write(fd, line, strlen(line)) < 0) { // 将缓冲区内容写回文件
fprintf(stderr, "write error: %s\n", strerror(errno));
exit(1);
}
my_unlock(fd); // 解锁文件
}
exit(0);
}
/*
* lockfcntl.c
* P155 图9-1 不上锁的函数
*/
void my_lock(int fd)
{
struct flock lock;
lock.l_type = F_WRLCK; // 写锁
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_start = 0;
lock.l_len = 0;
// 加锁整个文件
if (fcntl(fd, F_SETLKW, &lock) < 0) {
fprintf(stderr, "fcntl error: %s\n", strerror(errno));
}
return; // 不做任何事情，直接返回
}
void my_unlock(int fd)
{
struct flock lock;
lock.l_type = F_UNLCK; // 解锁
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_start = 0;
lock.l_len = 0;
// 解锁整个文件
if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0) {
fprintf(stderr, "fcntl error: %s\n", strerror(errno));
}
return; // 不做任何事情，直接返回
}
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运行程序：
$ cat > seqno 1 [^D Ctrl+D文件结束符] $ chmod g-x,g+s seqno 关掉组成员执行位，打开SGID位 $ ls -l seqno -rw-rwSr-- 1 user user 2 8月 24 16:45 seqno $ ./loopfcntl 10000 & ./loopnone 10000 & [1] 3126 [2] 3127 $ 等待，然后回车 [1]- 完成 ./loopfcntl 10000 [2]+ 完成 ./loopnone 10000 $ cat seqno 13111
当loopnone调用read后，内核切换到loopfcntl，loopfnctl增加文件中的数值，然后切换回loopnone，loopnone将之前读入的值加1后写入文件。此时问题就发生了。
如果多个进程在更新一个文件时，那么所有进程必须使用某种上锁形式协作。只要有一个进程违规就可能引发混乱。