文件锁(Filelock) 与锁定映射文件部分内容

文件锁

JDK 1.4引入了文件加锁机制，允许我们同步访问一个共享文件，不过，竞争同一文件的两个线程有可能在不同的java虚拟机上，或者一个是java线程，另一个是操作系统中其他的某个线程，但文件锁对其他线程或其他操作系统进程都是可见的，因为java的文件加锁直接映射到了本地操作系统的加锁机制。

注，这里讲的锁是指锁定其他应用程序，而不是锁定同一虚拟机里访问的同一文件的其他线程 。如果在同一虚拟机两次锁定同一文件或某文件里的同一区域，tryLock与lock则会抛出OverlappingFileLockException异常。

要想获取整个文件的锁，可以用FileChannel的tryLock( )或lock( )方法。(SocketChannel，DatagramChannel，以及 ServerSocketChannel是不需要锁的，因为它们是从单进程实体继承而来；一般来说，你是不会让两个进程去共享一个网络socket的。 tryLock( ) 是非阻塞的，它会试着去获取这个锁，但是如果得不到(其它进程已经以独占方式得到这个锁了)，那它就直接返回；而lock( )是阻塞的，如果得不到锁，它会在一直处于阻塞状态，除非它得到了锁，或者你打断了调用它的线程，或者关闭了它要lock()的channel，否则它是不会返回的。最后用FileLock.release( )释放锁。
还可以像这样锁住文件的某一部分
tryLock(long position, long size, boolean shared)
或者
lock(long position, long size, boolean shared)
这个方法能锁住文件的某个区域(size - position)。其中第三个参数表示是否是共享锁。

虽然在修改文件的过程中，无参数的lock( )和tryLock( )方法的锁定范围会随文件大小的变化，带参数的方法却不行。如果你锁住了position到position+size这段范围，而文件的长度又增加了，那么position+size后面是不加锁的。而无参数的lock方法则会锁定整个文件，不管它变不变长。

锁是独占的还是共享的，这要由操作系统来决定。如果操作系统不支持共享锁，而程序又申请了一个共享锁，那么它会返回一个独占锁。你可以用FileLock.isShared( )来查询锁的类型(共享还是独占)。

在写文件时才能锁定，如果对一个只读文件通道进行锁定操作时，会抛NonWritableChannelException异常，即new FileInputStream("data2.txt").getChannel().tryLock();时就会抛异常。

另外锁定写文件通道new FileOutputStream("data2.txt").getChannel().tryLock();时，它会清掉原文件中的内容，所以当文件中有内容时最好使用 new FileOutputStream("data2.txt",true).getChannel().tryLock(); 以追加方式打开写文件通道。或者使用RandomAccessFile类来创建文件通道然后锁定 new RandomAccessFile("data2.txt","rw").getChannel().tryLock(); ，这样它不会破坏锁定的文件的内容。

最后在使用tryLock()获取锁时， 有可能获取不到，这时就会为null，我们需能对此做相应处理。以下是简单的销实例：
Java代码

   1. import java.io.FileOutputStream; 
   2. import java.nio.channels.FileLock; 
   3.  
   4. public class FileLocking { 
   5.     public static void main(String[] args) throws Exception { 
   6.         FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt"); 
   7.         //获取文件锁 FileLock 对象 
   8.         FileLock fl = fos.getChannel().tryLock(); 
   9.         //tryLock是尝试获取锁，有可能为空，所以要判断 
  10.         if (fl != null) { 
  11.             System.out.println("Locked File"); 
  12.             Thread.sleep(100); 
  13.             fl.release();//释放锁 
  14.             System.out.println("Released Lock"); 
  15.         } 
  16.         fos.close(); 
  17.     } 
  18. } 

import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.channels.FileLock;



public class FileLocking {
public static void main(String[] args) throws Exception {
FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
//获取文件锁 FileLock 对象
FileLock fl = fos.getChannel().tryLock();
//tryLock是尝试获取锁，有可能为空，所以要判断
if (fl != null) {
System.out.println("Locked File");
Thread.sleep(100);
fl.release();//释放锁
System.out.println("Released Lock");
}
fos.close();
}
}

锁定映射文件中的部分内容

文件映射通常用于很大的文件，因此我们可能需要对文件操作的部分进行加锁，以便其他进程可以修改文件中未被加锁的部分。
Java代码

   1. import java.io.IOException; 
   2. import java.io.RandomAccessFile; 
   3. import java.nio.ByteBuffer; 
   4. import java.nio.MappedByteBuffer; 
   5. import java.nio.channels.FileChannel; 
   6. import java.nio.channels.FileLock; 
   7.  
   8. public class LockingMappedFiles { 
   9.     static final int LENGTH = 0x200000; // 2 Mb 
  10.     //static final int LENGTH = 100; 
  11.     static FileChannel fc; 
  12.  
  13.     public static void main(String[] args) throws Exception { 
  14.         //使用可随机访问文件创建可读写文件通道 
  15.         fc = new RandomAccessFile("test.txt", "rw").getChannel(); 
  16.         //内存映射可读写文件，并映射至整个文件 
  17.         MappedByteBuffer out = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, LENGTH); 
  18.         for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {//写满2M内容 
  19.             out.put((byte) 'x'); 
  20.         } 
  21.         //锁定前1/3内容 
  22.         new LockAndModify(out, 0, 0 + LENGTH / 3); 
  23.         //从文件中间开始锁定1/4内容，注，要锁定的内容一定不能有与 
  24.         //已经锁定的内容，否则抛OverlappingFileLockException 
  25.         new LockAndModify(out, LENGTH / 2, LENGTH / 2 + LENGTH / 4); 
  26.     } 
  27.  
  28.     private static class LockAndModify extends Thread { 
  29.         private ByteBuffer buff; 
  30.         private int start, end; 
  31.  
  32.         LockAndModify(ByteBuffer mbb, int start, int end) { 
  33.             this.start = start; 
  34.             this.end = end; 
  35.  
  36.             //调整可最大读写位置 
  37.             mbb.limit(end); 
  38.             //调整读写起始位置 
  39.             mbb.position(start); 
  40.             //创建新的子缓冲区，但与原缓冲是共享同一片数据， 
  41.             //只是缓冲区位置、界限和标记值是相互独立的 
  42.             buff = mbb.slice(); 
  43.             start(); 
  44.         } 
  45.  
  46.         public void run() { 
  47.             try { 
  48.                 // 获取独占锁，如果要锁定的部分被其他应用程序锁定，则会阻塞，至到获取锁为止 
  49.                 FileLock fl = fc.lock(start, end, false); 
  50.                 System.out.println("Locked: " + start + " to " + end); 
  51.                 System.out.println(buff.position() + "  " + buff.limit()); 
  52.  
  53.                 // 进行修改操作，前当前位置类 
  54.                 while (buff.position() < buff.limit() - 1) { 
  55.                     buff.put((byte) (buff.get() + 1)); 
  56.                 } 
  57.                 //JVM退出，或者channel关闭的时候会自动释放这些锁，但是你也可以用FileLock 
  58.                 //的release( )方法，明确地释放锁，就像这里释放锁一样 
  59.                 fl.release(); 
  60.                 System.out.println("Released: " + start + " to " + end); 
  61.             } catch (IOException e) { 
  62.                 throw new RuntimeException(e); 
  63.             } 
  64.         } 
  65.     } 
  66. }