无法获取文件锁定

Posted 2023-03-31

【中文标题】无法获取文件锁定

【英文标题】：can't acquire a lock on a file

【发布时间】：2017-03-02 16:35:13

【问题描述】：

FileLocker_wo.h

#include <string>

namespace Utils

        namespace FileLocker
        
                bool lock_file(std::string aFileName, int& aFileDescriptor);

                bool unlock_file(int& aFileDescriptor);

                bool is_file_locked(std::string aFileName);
        ;

FileLocker_wo.cpp

namespace Utils

        namespace FileLocker
        
                bool lock_file(std::string aFileName, int& aFileDescriptor)
                
                        aFileDescriptor = open(aFileName.c_str(), O_RDWR);

                        if (aFileDescriptor != -1)
                        
                                if (lockf(aFileDescriptor, F_TLOCK, 0) == 0)
                                
                                        return true;
                                

                                std::cout << strerror(errno) << std::endl;
                        

                        return false;
                

                bool unlock_file(int& aFileDescriptor)
                
                        if (lockf(aFileDescriptor, F_ULOCK, 0) == 0)
                        
                                std::cout << "unloced file" <<  std::endl;
                                close(aFileDescriptor);
                                return true;
                        
                        close(aFileDescriptor);
                        return false;
                

                bool is_file_locked(std::string aFileName)
                
                        int file_descriptor = open(aFileName.c_str(), O_RDWR);

                        if (file_descriptor != -1)
                        
                                int ret = lockf(file_descriptor, F_TEST, 0);

                                if (ret == -1  && (errno == EACCES || errno == EAGAIN))
                                
                                        std::cout << "locked by another process" << std::endl;
                                        close(file_descriptor);
                                        return true;
                                

                                if (ret != 0)
                                
                                    std::cout << "return value is " << ret << " " << strerror(errno) << std::endl;
                                

                        
                        close(file_descriptor);
                        return false;
                
        

p1.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>

#include "FileLocker_wo.h"


int main()


        int fd = -1;
        if (Utils::FileLocker::lock_file("hello.txt", fd))
        
                std::ofstream out("hello.txt");
                out << "hello ding dong" << std::endl;
                out.close();

                std::cout << "locked" << std::endl;
                sleep(5);
                if (Utils::FileLocker::unlock_file(fd))
                
                        std::cout << "unlocked" << std::endl;
                
        

        return 0;

p2.cpp

#include "FileLocker_wo.h"
#include <iostream>
#include <fstream>

int main()

        int max_trys = 2;
        int trys = 0;
        bool is_locked = false;

        do
        
                is_locked = Utils::FileLocker::is_file_locked("hello.txt");

                if (!is_locked)
                
                        std::cout << "not locked" << std::endl;
                        break;
                

                std::cout << "locked" << std::endl;

                sleep(1);
                ++trys;
        
        while(trys < max_trys);

        if (!is_locked)
        
                std::string s;
                std::ifstream in("hello.txt");
                while(getline(in,s))
                
                        std::cout << "s is " << s << std::endl;
                
        

        return 0;

我正在尝试在一个进程中获取文件锁定，并使用 lockf (p1.cpp, p2.cpp) 检查其他进程中是否对该文件有任何锁定。

在 p1.cpp 我锁定文件 hello.txt 并等待 5 秒。同时我启动 p2.cpp 并检查其他进程是否有任何锁，但总是没有锁>我在过去的 2 个小时里都被这个卡住了。

谁能告诉我这有什么问题？

【问题讨论】：

将您的程序更改为在lockf 刚刚返回非零值的每个地方 打印strerror(errno)。再次运行它们。告诉我们他们打印的内容。

它没有返回非零值。我有日志，但它们没有被打印，因为它总是返回 0。现在将这些日志更改编辑到代码中。

您不应该创建某种对象，这样您就不必一直打开文件吗？在is_file_locked() 中，您打开但不关闭文件描述符；您将用完文件描述符。您不会关闭lock_file() 或unlock_file() 中的文件描述符，但这会让储物柜有责任关闭文件（从而解锁文件）。我相信，析构函数和 RAII 会让生活变得更简单。

添加了关闭更改但仍然无法正常工作...我们是否应该关闭 lock_file 中的文件而不解锁？我只关闭了 unlock_file 和 is_file_locked。更新了代码。

作为信息，我也有一个类版本的文件柜，但它也不起作用。

【参考方案1】：

您在 POSIX 文件锁中遇到了一个更严重的设计错误。您可能不知道这一点，因为您只阅读了lockf manpage，而不是fcntl manpage，所以这是fcntl 手册页的重要部分：

如果进程关闭任何引用文件的文件描述符，则 所有进程对该文件的锁定都被释放，无论 获得锁的文件描述符。

这意味着，在你的这段代码中

    if (Utils::FileLocker::lock_file("hello.txt", fd))
    
            std::ofstream out("hello.txt");
            out << "hello ding dong" << std::endl;
            out.close();

当您调用 out.close() 时，您会失去对文件的锁定，即使 out 是不同于您在 lock_file 中使用的操作系统级别的“打开文件描述”！ p>

为了安全地使用 POSIX 锁，您必须确保在要锁定的文件上调用 open() 每个进程一次且仅一次，您绝不能复制文件描述符，并且您必须仅当您准备好放下锁时再将其关闭。因为可能没有任何方法（甚至使用不可移植的扩展）来从文件描述符构造 iostreams 对象，或者从 iostreams 对象中提取文件描述符，所以阻力最小的路径是只使用操作系统级 I/O 原语（open、close、read、write、fcntl、lseek、lseek、ftruncate）以及需要对其应用 POSIX 锁的文件。

【讨论】：

在这种情况下我还有一个问题，将 close(fd) 将关闭 ofstream 使用的所有描述符（如果它用于打开同一个文件并且我没有调用 ofstream.close( ))?

不，ofstream 有自己的“打开文件描述”，close(fd) 不会影响它。但是，锁将在ofstream.close() 和close(fd) 的第一个 处被释放，因为锁与进程 相关联，而不是与打开的文件相关联。

好的，我想问的是，如果我调用close(fd)，还需要调用ofstream.close()吗？

是的，我就是这么说的。请注意，我还说过您可能需要完全停止使用 iostream。