一、fcntl函數
功能：操縱文件描述符，改變已打開的文件的屬性
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
cmd的取值可以如下：
復制文件描述符
F_DUPFD (long)
設置/獲取文件描述符標志
F_GETFD (void)
F_SETFD (long)
設置/獲取文件狀態標志
F_GETFL (void)
F_SETFL (long)
獲取/設置文件鎖
F_GETLK
F_SETLK，F_SETLKW
其中復制文件描述符可參見《 linux系統編程之文件與I/O（五）：打開文件的內核結構file和重定向 》，文件描述符的標志只有一個即FD_CLOEXEC，設置/獲取文件描述符標志等學習到進程部分再說。下面先來看設置/獲取文件狀態標志。
F_SETFL:
On Linux ?this ?command?can change only the O_APPEND, O_ASYNC, O_DIRECT, O_NOATIME, and O_NONBLOCK flags.
示例程序如下：
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/*************************************************************************
????>?File?Name:?file_fcntl.c ????>?Author:?Simba ????>?Mail:?dameng34@163.com ????>?Created?Time:?Sat?23?Feb?2013?02:34:02?PM?CST ?************************************************************************/ #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> #define ?ERR_EXIT(m)?\ ???? do ?{?\ ????????perror(m);?\ ????????exit(EXIT_FAILURE);?\ ????}? while ( 0 ) void ?set_flag( int ,? int ); void ?clr_flag( int ,? int ); int ?main( int ?argc,? char ?*argv[]) { ???? char ?buf[ 1024 ]?=?{ 0 }; ???? int ?ret; ???? /* ????????int?flags; ????????flags?=?fcntl(0,?F_GETFL,?0); ????????if?(flags?==?-1) ????????????ERR_EXIT("fcntl?get?flag?error"); ????????ret?=?fcntl(0,?SETFL,?flags?|?O_NONBLOCK);?//設置為非阻塞,但不更改其他狀態 ????????if?(ret?==?-1) ????????????ERR_EXIT("fcntl?set?flag?error"); ????*/ ????set_flag( 0 ,?O_NONBLOCK); ????ret?=?read( 0 ,?buf,? 1024 ); ???? if ?(ret?==?- 1 ) ????????ERR_EXIT( "read?error" ); ????printf( "buf=%s\n" ,?buf); ???? return ? 0 ; } void ?set_flag( int ?fd,? int ?flags) { ???? int ?val; ????val?=?fcntl(fd,?F_GETFL,? 0 ); ???? if ?(val?==?- 1 ) ????????ERR_EXIT( "fcntl?get?flag?error" ); ????val?|=?flags; ???? if ?(fcntl(fd,?F_SETFL,?val)?<? 0 ) ????????ERR_EXIT( "fcntl?set?flag?error" ); } void ?clr_flag( int ?fd,? int ?flags) { ???? int ?val; ????val?=?fcntl(fd,?F_GETFL,? 0 ); ???? if ?(val?==?- 1 ) ????????ERR_EXIT( "fcntl?get?flag?error" ); ????val?&=?~flags; ???? if ?(fcntl(fd,?F_SETFL,?val)?<? 0 ) ????????ERR_EXIT( "fcntl?set?flag?error" ); } |
測試輸出：
?
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_fcntl?
read error: Resource temporarily unavailable
因為將標準輸入的狀態更改為非阻塞，則read不會阻塞等待輸入而立即返回錯誤，errno將被置為EAGAIN，即可以重新嘗試。
二、文件鎖結構體
struct flock {
...
short l_type; ? ? ? /* Type of lock: F_RDLCK,
? ? ? ? F_WRLCK, F_UNLCK */
short l_whence; /* How to interpret l_start:
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?SEEK_SET, SEEK_CUR, SEEK_END */
off_t l_start; ? ? ? /* Starting offset for lock */
off_t l_len; ? ? ? ? /* Number of bytes to lock */
pid_t l_pid; ? ? ? ?/* PID of process blocking our lock
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?(F_GETLK only) */
? ? ?...
};
文件鎖的類型只有兩種，一種是寫鎖也叫排他鎖，一種是讀鎖也就共享鎖，可以有多個進程各持有一個讀鎖，但只能有一個進程持有寫鎖，只有對文件有對應的讀寫權限才能施加對應的鎖類型。中間三個參數 l_whence, ?l_start, l_len 決定了被鎖定的文件范圍。當fcntl 函數的cmd為F_GETLK時，flock 結構體的 l_pid 參數會返回持有某種類型鎖的進程id。進程退出或者文件描述符被關閉時，會釋放所有的鎖。
示例程序如下：
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/*************************************************************************
????>?File?Name:?file_flock.c ????>?Author:?Simba ????>?Mail:?dameng34@163.com ????>?Created?Time:?Sat?23?Feb?2013?02:34:02?PM?CST ?************************************************************************/ #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <unistd.h> #include <fcntl.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <errno.h> #include <string.h> #define ?ERR_EXIT(m)?\ ???? do ?{?\ ????????perror(m);?\ ????????exit(EXIT_FAILURE);?\ ????}? while ( 0 ) int ?main( int ?argc,? char ?*argv[]) { ???? int ?fd; ????fd?=?open( "test2.txt" ,?O_CREAT?|?O_RDWR?|?O_TRUNC,? 0664 ); ???? if ?(fd?==?- 1 ) ????????ERR_EXIT( "open?error" ); ???? /*?只有對文件有相應的讀寫權限才能施加對應的文件鎖?*/ ???? struct ?flock?lock; ????memset(&lock,? 0 ,? sizeof (lock)); ????lock.l_type?=?F_WRLCK;? //?排他鎖,即不允許其他進程再對其加任何類型的鎖，但讀鎖（共享鎖）允許 ????lock.l_whence?=?SEEK_SET; ????lock.l_start?=? 0 ;? //從文件開頭開始鎖定 ????lock.l_len?=? 0 ;? //?文件全部內容鎖住 ???? if ?(fcntl(fd,?F_SETLK,?&lock)?==? 0 ) ????{ ???????? /*?若為F_SETLKW,這時如果鎖已經被其他進程占用，則此進程會阻塞直到其他進程釋放鎖*/ ????????printf( "lock?success\n" ); ????????printf( "press?any?key?to?unlock\n" ); ????????getchar(); ????????lock.l_type?=?F_UNLCK; ???????? if ?(fcntl(fd,?F_SETLK,?&lock)?==? 0 ) ????????????printf( "unlock?success\n" ); ???????? else ????????????ERR_EXIT( "unlock?fail" ); ????} ???? else ????????ERR_EXIT( "lock?fail" ); ???? return ? 0 ;? //進程退出會對所有文件解鎖 } |
?
?
測試如下：
我們先在一個 終端執行程序：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_flock?
lock success
press any key to unlock
現在文件已經被鎖住了，而且沒有按下任何按鍵，所以卡在這里，也還沒解鎖，接著在另一個終端再次執行同個程序：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_flock?
lock fail: Resource temporarily unavailable
會立即返回錯誤，因為我們希望施加的是排他鎖，而現在前面一個進程正在占用寫鎖還沒釋放，所以嘗試施加鎖失敗，而如果fcntl 函數的cmd 設置為 F_SETLKW，即帶w的版本，則此進程會一直阻塞直到前面一個進程釋放了鎖。
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