文件鎖(Filelock)

文件鎖

    在解決Bug的過程中，遇到過這種問題：就是文件正在使用的過程，從文件管理器里面將文件刪除，這樣可能會導致一些不可預料的問題。在查閱了Java中File類的相關函數之后，在windows下面，可以使用File.rename()或 File.delete()，但是在Linux下面，這種方法也不行，文件還是被直接刪除了，發現也沒有什么很好的標記可以說明一個文件正在被使用中。最后，發現文件鎖（FileLock）可以給文件一個鎖，另一個程序在使用的時候判斷文件是否有文件鎖，就可以判斷出文件是否正在使用。但是這種方法，在卸載SD卡的時候，好像接收不到SD卡卸載廣播，不知道是什么原因，最后還是使用的Sharepreference，跨文件訪問。不過文件鎖也是一個比較實用的知識點，了解一下。

　　JDK 1.4引入了文件加鎖機制，允許我們同步訪問一個共享文件，不過，競爭同一文件的兩個線程有可能在不同的java虛擬機上，或者一個是java線程，另一個是操作系統中其他的某個線程，但文件鎖對其他線程或其他操作系統進程都是可見的，因為java的文件加鎖直接映射到了本地操作系統的加鎖機制。

    注，這里講的鎖是指鎖定其他應用程序，而不是鎖定同一虛擬機里訪問的同一文件的其他線程 。如果在同一虛擬機兩次鎖定同一文件或某文件里的同一區域，tryLock與lock則會拋出OverlappingFileLockException異常。

    要想獲取整個文件的鎖，可以用FileChannel的tryLock( )或lock( )方法。(SocketChannel，DatagramChannel，以及 ServerSocketChannel是不需要鎖的，因為它們是從單進程實體繼承而來；一般來說，你是不會讓兩個進程去共享一個網絡socket的。tryLock( ) 是非阻塞的，它會試着去獲取這個鎖，但是如果得不到(其它進程已經以獨占方式得到這個鎖了)，那它就直接返回；而lock( )是阻塞的，如果得不到鎖，它會在一直處於阻塞狀態，除非它得到了鎖，或者你打斷了調用它的線程，或者關閉了它要lock()的channel，否則它是不會返回的。最后用FileLock.release( )釋放鎖。
    還可以像這樣鎖住文件的某一部分
        tryLock(long position, long size, boolean shared)
    或者
        lock(long position, long size, boolean shared)
    這個方法能鎖住文件的某個區域(size – position)。其中第三個參數表示是否是共享鎖。

    雖然在修改文件的過程中，無參數的lock( )和tryLock( )方法的鎖定范圍會隨文件大小的變化，帶參數的方法卻不行。如果你鎖住了position到position+size這段范圍，而文件的長度又增加了，那么position+size后面是不加鎖的。而無參數的lock方法則會鎖定整個文件，不管它變不變長。

    鎖是獨占的還是共享的，這要由操作系統來決定。如果操作系統不支持共享鎖，而程序又申請了一個共享鎖，那么它會返回一個獨占鎖。你可以用FileLock.isShared( )來查詢鎖的類型(共享還是獨占)。

    在寫文件時才能鎖定，如果對一個只讀文件通道進行鎖定操作時，會拋NonWritableChannelException異常，即new FileInputStream(“data2.txt”).getChannel().tryLock();時就會拋異常。

    另外鎖定寫文件通道new FileOutputStream(“data2.txt”).getChannel().tryLock();時，它會清掉原文件中的內容，所以當文件中有內容時最好使用 new FileOutputStream(“data2.txt”,true).getChannel().tryLock(); 以追加方式打開寫文件通道。或者使用RandomAccessFile類來創建文件通道然后鎖定 new RandomAccessFile(“data2.txt”,”rw”).getChannel().tryLock(); ，這樣它不會破壞鎖定的文件的內容。

    最后在使用tryLock()獲取鎖時， 有可能獲取不到，這時就會為null，我們需能對此做相應處理。以下是簡單的銷實例：

import java.io.FileOutputStream;
import java.nio.channels.FileLock;

public class FileLocking {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        FileOutputStream fos = new FileOutputStream("file.txt");
        //獲取文件鎖 FileLock 對象
        FileLock fl = fos.getChannel().tryLock();
        //tryLock是嘗試獲取鎖，有可能為空，所以要判斷
        if (fl != null) {
            System.out.println("Locked File");
            Thread.sleep(100);
            fl.release();//釋放鎖
            System.out.println("Released Lock");
        }
        fos.close();
    }
}

 

鎖定映射文件中的部分內容

    文件映射通常用於很大的文件，因此我們可能需要對文件操作的部分進行加鎖，以便其他進程可以修改文件中未被加鎖的部分。

 

 import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.ByteBuffer;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileLock;

public class LockingMappedFiles {
	static final int LENGTH = 0x200000; // 2 Mb
	//static final int LENGTH = 100;
	static FileChannel fc;

	public static void main(String[] args) throws Exception {
		//使用可隨機訪問文件創建可讀寫文件通道
		fc = new RandomAccessFile("test.txt", "rw").getChannel();
		//內存映射可讀寫文件，並映射至整個文件
		MappedByteBuffer out = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_WRITE, 0, LENGTH);
		for (int i = 0; i < LENGTH; i++) {//寫滿2M內容
			out.put((byte) 'x');
		}
		//鎖定前1/3內容
		new LockAndModify(out, 0, 0 + LENGTH / 3);
		//從文件中間開始鎖定1/4內容，注，要鎖定的內容一定不能有與
		//已經鎖定的內容，否則拋OverlappingFileLockException
		new LockAndModify(out, LENGTH / 2, LENGTH / 2 + LENGTH / 4);
	}

	private static class LockAndModify extends Thread {
		private ByteBuffer buff;
		private int start, end;

		LockAndModify(ByteBuffer mbb, int start, int end) {
			this.start = start;
			this.end = end;

			//調整可最大讀寫位置
			mbb.limit(end);
			//調整讀寫起始位置
			mbb.position(start);
			//創建新的子緩沖區，但與原緩沖是共享同一片數據，
			//只是緩沖區位置、界限和標記值是相互獨立的
			buff = mbb.slice();
			start();
		}

		public void run() {
			try {
				// 獲取獨占鎖，如果要鎖定的部分被其他應用程序鎖定，則會阻塞，至到獲取鎖為止
				FileLock fl = fc.lock(start, end, false);
				System.out.println("Locked: " + start + " to " + end);
				System.out.println(buff.position() + "  " + buff.limit());

				// 進行修改操作，前當前位置類
				while (buff.position() < buff.limit() - 1) {
					buff.put((byte) (buff.get() + 1));
				}
				//JVM退出，或者channel關閉的時候會自動釋放這些鎖，但是你也可以用FileLock
				//的release( )方法，明確地釋放鎖，就像這里釋放鎖一樣
				fl.release();
				System.out.println("Released: " + start + " to " + end);
			} catch (IOException e) {
				throw new RuntimeException(e);
			}
		}
	}
}