[13]APUE：(文件)记录锁

Posted 2020-08-24 纯原创，零转载

[a] 概念

• 建议锁：在遵循相同记录锁规则的进程间生效，通常用于保证某个程序自身多个进程间的数据一致性
• 强制锁：意在保证所有进程间的数据一致性，但不一定有效；如不能应对先 unlink 后建立同名副本的行为

[b] fcntl

#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *flockp) //出错返回 -1 

struct flock {
    short    l_type; //锁类型：F_RDLCK / F_WRLCK / F_UNLCK
    short    l_whence; //偏移基准：SEEK_SET / SEEK_CUR / SEEK_END
    off_t    l_start; //相对于 l_whence 的偏移量(byte)
    off_t    l_len; //加锁区域的长度(byte)
    pid_t    l_pid; //仅对 F_GETLK 有意义，获取当前拥有锁的进程 ID
} 

• 操纵记录锁时，fcntl 的第三个参数是一个指向 flock 结构体的指针
• cmd 可以为 F_GETLK / F_SETLK / F_SETLKW，分别用于获取文件的锁状态、设置锁(非阻塞)、设置锁(阻塞)
• struct flock 中 l_len 字段若设置为 0，表示区段范围动态扩展至文件末尾， 如加锁之后在文件末尾追加的任何数据将被锁定，若设置为 -1，表示 l_start 之前的所有数据；l_type 字段设置为 F_UNLCK 时用于清除指定的锁
• 同一进程对同一文件的同一区段重复加锁，新锁会取代旧锁，旧锁即时失效
• 执行 F_GETLCK 时，目前的锁状态信息会被写入 flock 结构体中 

[c] 死锁

• 两个进程相互等待对方持有的锁且不释放自己锁定的资源时，会形成死锁
• 现代的操作系统会自动解开死锁，通常是使其中一个进程的出错返回，而另一个进程成功获得锁，但不能确定一定是哪个进程获得锁 

[d] 锁的隐含继承和释放

• 进程终止时，其所建立的锁会全部释放
• 当多个文件描述符关联到同一个文件时，其中任何一个文件描述符关闭，将会导致锁被释放
• fork 之后的子进程不继承父进程的锁，exec 之后的进程继承原进程的锁（若设置了 close-on-exec 标志，则不继承）

[e] 在文件末尾加锁

• 由于文件末尾的位置会随着追加数据而变化，故解锁时需要注意指定正确的范围 

[f] 锁的组合与分裂

• 若对两个已加锁的区段中间的部分全部加锁，则此三部分会组合成一个锁
• 若对已经加锁的区段中间的一部分进行解锁，则原锁会被自动分裂为两个锁