Linux lockf函数在多进程中的应用

lockf 函数是 Linux 系统中的一个文件锁定机制，它可以在多进程环境中对文件进行加锁和解锁操作

lockf 函数的原型如下：

#include <unistd.h>

long lockf(int fd, int operation, off_t size);

参数说明：

• fd：需要锁定或解锁的文件描述符。
• operation：指定锁定或解锁的类型，可以是以下值之一：
  • LOCK_UN：解锁文件。
  • LOCK_EX：锁定文件，如果文件已被锁定，则返回错误。
  • LOCK_SH：以共享模式锁定文件，其他进程可以继续锁定该文件。
  • LOCK_NB：以非阻塞模式锁定文件，如果文件已被锁定，则立即返回错误。
  • LOCK_EX | LOCK_NB：以独占且非阻塞模式锁定文件。
• size：指定锁定范围的大小，通常设置为 0，表示锁定整个文件。

在多进程环境中，lockf 函数可以确保同一时间只有一个进程访问被锁定的文件。这有助于防止数据竞争和不一致的问题。

以下是一个简单的示例，展示了如何在两个进程中使用 lockf 函数：

进程 1（锁定文件）：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/file.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 以独占且非阻塞模式锁定文件
    if (lockf(fd, LOCK_EX | LOCK_NB, 0) == -1) {
        if (errno == EWOULDBLOCK) {
            printf("File is locked by another process.\n");
        } else {
            perror("lockf");
        }
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 对文件进行操作，例如读取或写入数据

    // 解锁文件
    if (lockf(fd, LOCK_UN, 0) == -1) {
        perror("lockf");
        close(fd);
        return 1;
    }

    close(fd);
    return 0;
}

进程 2（尝试锁定文件）：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/file.h>

int main() {
    int fd = open("test.txt", O_RDWR);
    if (fd == -1) {
        perror("open");
        return 1;
    }

    // 尝试以独占且非阻塞模式锁定文件
    if (lockf(fd, LOCK_EX | LOCK_NB, 0) == -1) {
        if (errno == EWOULDBLOCK) {
            printf("File is locked by another process.\n");
        } else {
            perror("lockf");
        }
        close(fd);
        return 1;
    }

    // 文件已被锁定，无法进行操作

    // 解锁文件
    if (lockf(fd, LOCK_UN, 0) == -1) {
        perror("lockf");
        close(fd);
        return 1;
    }

    close(fd);
    return 0;
}

在这个示例中，进程 1 首先锁定文件，然后对文件进行操作。进程 2 尝试锁定同一文件，但由于文件已被锁定，因此无法进行操作。当进程 1 完成操作并解锁文件后，进程 2 可以继续尝试锁定文件。