UNIX环境高级编程读书笔记（十二）—高级IO （1）

 

一．记录锁

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。

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。

 

1．

名称:：	fcntl
功能：	对文加解锁。
头文件：	#include <pthread.h>
函数原形：	int fcntl(int filedes,int cmd,…/*struct flock *flockptr */)；
参数：	filedes   文件描述符 cmd     测试锁或加锁 flockptr  指向flock结构的指针
返回值：	若成功返回0，若失败返回错误编号。

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    对于记录锁，cmd是F_GETLK,F_SETLKW或F_SETLKW.。

       F_GETLK判断由flockptr所描述的锁是否会被另外一把锁排斥。如果存在一把锁，他阻止创建由flockptr所描述的锁，则把该现存锁的信息写到flockptr指向的结构中。如果不存在这种情况除了将l_type设置为F_UNLCK之外，flockptr所描述的其他信息都不变。

F_SETLK和F_SETLKW企图建立一把锁。F_SETLK和F_SETLKW的区别是F_SETLKW是F_SETLK的阻塞版本。如果存在其他锁，调用的进程就被阻塞直道捕捉到信号。

       第三个参数是一个指向flock结构的指针：

struct flock{

       short l_type;

       off_t l_start;

       shout l_whence;

       off_t l_len;

       pid_t l_pid;

};

flock结构说明：

所希望的锁类型：F_RDLCK(共享读锁)、F_WRLCK(独占性写锁)、F_UNLCK(解锁一个区域)，这是由 l_type决定的。

要加锁或解锁区域的起始字节偏移量，这是由l_statt和l_whence两者决定。

区域的字节长度，由l_len表示。

具有能阻塞当前进程的锁，其持有的ID存放在l_pid中。

       如若l_len为0，则表示锁的区域从其起点（由l_start和l_whence决定）开始直至最大可能位置为止。也就是不管添写到该文件中多少数据，它都处于的范围。

       如果想锁住整个文件，通常的方法是将l_start说明为0，l_whence说明为SEEK_SET，1_len说明为0。

       还要注意的是，对文件加共享读锁时文件应以只读的方式打开，对文件加独占写锁时文件应以只读的方式打开。

下面是给一个文件加锁和测试锁的程序。

/*12_1.c加锁程序*/ #include <stdlib.h> #include <fcntl.h>   int main(int argc,char *argv[]) { int fd; struct flock lock;   if((fd=open(argv[1],O_WRONLY))<0)     perror(argv[1]); lock.l_type=F_WRLCK; /*设置flock结构*/ lock.l_start=0; lock.l_whence=SEEK_SET; lock.l_len=0;   if(fcntl(fd,F_SETLK,&lock)<0) /*加锁整个文件*/ {     perror(argv[1]);     exit(1); } sleep(10); close(fd); exit(0); }

 

/*12_2.c测试锁程序*/ #include <stdlib.h> #include <fcntl.h>   int main(int argc,char *argv[]) { int fd; struct flock lock; char buf[]=” 123456” ;   if((fd=open(argv[1],O_WRONLY))<0)     perror(argv[1]); lock.l_type=F_WRLCK; /*设置flock结构*/ lock.l_start=0; lock.l_whence=SEEK_SET; lock.l_len=0;   if(fcntl(fd,F_SETLK,&lock)<0)/*测试共享资源是否加锁*/ {     perror(argv[1]);     exit(1); } if(lock.l_type==F_UNLCK)     printf(“Is not clocked!/n”); else     printf(“Is clocked!/n”); if(write(fd,buf,sizeof(buf))<0)     perror(“wrire error”); close(fd); exit(0); }

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 clockd!

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!

 

这里没有给解锁的程序，大家可以试着去编一编。