文件鎖是一種文件讀寫機制。在不論什么特定的時間僅僅同意一個進程訪問一個文件。
利用這樣的機制可以使讀寫單個文件的過程變得更安全。
在這篇文章中。我們將探討Linux中不同類型的文件鎖，並通過演示樣例程序來理解它們之間的不同之處。
我們將採取下面的樣例來解釋為什么須要使用文件鎖。
1、 進程“A”打開和讀取一個文件，此文件包括賬戶相關的一些信息。
2、 進程“B”也打開了這個文件。並讀取了文件里的信息。
3、 如今，進程“A”更改了其副本中的一條剩余金額記錄，並將其寫入文件。
4、 此時，進程“B”並不知道上次讀取的文件已經被更改。它還保存着原始的文件副本。
然后。進程“B”更改了“A”操作的那條同樣的記錄，並將記錄寫入文件。
5、 此時。文件里將僅僅保存了進程“B”更改過的記錄。
為了避免這樣的事情發生，就要使用文件鎖來確保操作的“序列化”。
下面是Linux系統中兩種經常使用的文件鎖：
1、 協同鎖
協同鎖要求參與操作的進程之間協同合作。
如果進程“A”獲得一個WRITE鎖，並開始向文件里寫入內容；此時，進程“B”並沒有試圖獲取一個鎖，它仍然能夠打開文件並向文件里寫入內容。
在此過程中，進程“B”就是一個非合作進程。如果進程“B”試圖獲取一個鎖，那么整個過程就是一個合作的過程，從而能夠保證操作的“序列化”。
僅僅有當參與操作的進程是協同合作的時候，協同鎖才干發揮作用。協同鎖有時也被稱為“非強制”鎖。
2、 強制鎖
強制鎖不須要參與操作的進程之間保持協同合作。它利用內核來查檢每一個打開、讀取、寫入操作，從而保證在調用這些操作時不違反文件上的鎖規則。關於強制鎖的很多其它信息，能夠在kernal.org上找到。
為了使能Linux中的強制鎖功能。你須要在文件系統級別上打開它。同一時候在單個文件上打開它。其步驟是：
1、 掛載文件系統時使用“-o mand”參數。
2、 對於要打開強制鎖功能的文件lock_file。必須打開set-group-ID位。關閉group-execute位。
（選擇此方法的原因是，當你關閉group-execute時，設置set-group-ID就沒有實際的意義了）
Linux文件鎖的演示樣例
為了理解文件鎖是怎樣工作的。我們建立程序文件file_lock.c：
include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
intmain(intargc, char**argv) {
if(argc > 1) {
intfd = open(argv[1], O_WRONLY);
if(fd == -1) {
printf("Unable to open the file\n");
exit(1);
}
staticstruct flock lock;
lock.l_type = F_WRLCK;
lock.l_start = 0;
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_len = 0;
lock.l_pid = getpid();
intret = fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);
printf("Return value of fcntl:%d\n",ret);
if(ret==0) {
while(1) {
scanf("%c", NULL);
}
}
}
}
#
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用gcc編譯此程序：
# cc -o file_lock file_lock.c
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使用mount命令帶“mand”參數來又一次掛載根文件系統，例如以下所看到的。
這將在文件系統級別使能強制鎖功能。
注意：你必須切換到root用戶才干運行以下的命令。
# mount -oremount,mand /
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在可運行的（file_lock所在的）文件夾中創建兩個名為“advisory.txt”和“mandatory.txt”的文件。對於“mandatory.txt”使能Set-Group-ID。同一時候不使能Group-Execute-Bit。例如以下所看到的：
# touch advisory.txt
# touch mandatory.txt
# chmod g+s,g-x mandatory.txt
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測試協同鎖：運行演示樣例程序，以“advisory.txt”作為參數。
# ./file_lock advisory.txt
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此程序將等待用戶的輸入。從還有一個終端或控制台，嘗試輸入下面命令行：
# ls >>advisory.txt
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在上面的樣例中，ls命令會將其輸出寫入到advisory.txt文件中。即使我們獲得了一個寫入鎖，仍然會有一些進程（非合作）可以往文件中寫入數據。
這就是所謂的“協同”鎖。
測試強制鎖：再次運行演示樣例程序。以“mandatory.txt”作為參數。
# ./file_lock mandatory.txt
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從還有一個終端或控制台。嘗試輸入下面命令行：
# ls >>mandatory.txt
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在上面的樣例中。ls命令在將其輸出寫入到mandatory.txt文件之前。會等待文件鎖被刪除。盡管它仍然是一個非合作進程。但強制鎖起了作用。