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:
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(); } }
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。
import java.io.IOException; import java.io.RandomAccessFile; import java.nio.ByteBuffer; import java.nio.MappedByteBuffer; import java.nio.channels.FileChannel; import java.nio.channels.FileLock; public class LockingMappedFiles { static final int LENGTH = 0x200000; // 2 Mb //static final int LENGTH = 100; static FileChannel fc; public static void main(String[] args) throws Exception { //使用可随机访问文件创建可读写文件通道 fc = new RandomAccessFile("test.txt", "rw").getChannel(); //内存映射可读写文件,并映射至整个文件 MappedByteBuffer out = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, LENGTH); for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {//写满2M内容 out.put((byte) 'x'); } //锁定前1/3内容 new LockAndModify(out, 0, 0 + LENGTH / 3); //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 //已经锁定的内容,否则抛OverlappingFileLockException new LockAndModify(out, LENGTH / 2, LENGTH / 2 + LENGTH / 4); } private static class LockAndModify extends Thread { private ByteBuffer buff; private int start, end; LockAndModify(ByteBuffer mbb, int start, int end) { this.start = start; this.end = end; //调整可最大读写位置 mbb.limit(end); //调整读写起始位置 mbb.position(start); //创建新的子缓冲区,但与原缓冲是共享同一片数据, //只是缓冲区位置、界限和标记值是相互独立的 buff = mbb.slice(); start(); } public void run() { try { // 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 FileLock fl = fc.lock(start, end, false); System.out.println("Locked: " + start + " to " + end); System.out.println(buff.position() + " " + buff.limit()); // 进行修改操作,前当前位置类 while (buff.position() < buff.limit() - 1) { buff.put((byte) (buff.get() + 1)); } //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 //的release( )方法,明确地释放锁,就像这里释放锁一样 fl.release(); System.out.println("Released: " + start + " to " + end); } catch (IOException e) { throw new RuntimeException(e); } } } }