一、fcntl函数
功能：操纵文件描述符，改变已打开的文件的属性
int fcntl(int fd, int cmd, ... /* arg */ );
cmd的取值可以如下：
复制文件描述符
F_DUPFD (long)
设置/获取文件描述符标志
F_GETFD (void)
F_SETFD (long)
设置/获取文件状态标志
F_GETFL (void)
F_SETFL (long)
获取/设置文件锁
F_GETLK
F_SETLK，F_SETLKW
其中复制文件描述符可参见《 linux系统编程之文件与I/O（五）：打开文件的内核结构file和重定向 》，文件描述符的标志只有一个即FD_CLOEXEC，设置/获取文件描述符标志等学习到进程部分再说。下面先来看设置/获取文件状态标志。
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); //设置为非阻塞,但不更改其他状态 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" ); } |
测试输出：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_fcntl
read error: Resource temporarily unavailable
因为将标准输入的状态更改为非阻塞，则read不会阻塞等待输入而立即返回错误，errno将被置为EAGAIN，即可以重新尝试。
二、文件锁结构体
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) */
...
};
文件锁的类型只有两种，一种是写锁也叫排他锁，一种是读锁也就共享锁，可以有多个进程各持有一个读锁，但只能有一个进程持有写锁，只有对文件有对应的读写权限才能施加对应的锁类型。中间三个参数 l_whence, l_start, l_len 决定了被锁定的文件范围。当fcntl 函数的cmd为F_GETLK时，flock 结构体的 l_pid 参数会返回持有某种类型锁的进程id。进程退出或者文件描述符被关闭时，会释放所有的锁。
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" ); /* 只有对文件有相应的读写权限才能施加对应的文件锁 */ struct flock lock; memset(&lock, 0 , sizeof (lock)); lock.l_type = F_WRLCK; // 排他锁,即不允许其他进程再对其加任何类型的锁，但读锁（共享锁）允许 lock.l_whence = SEEK_SET; lock.l_start = 0 ; //从文件开头开始锁定 lock.l_len = 0 ; // 文件全部内容锁住 if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) == 0 ) { /* 若为F_SETLKW,这时如果锁已经被其他进程占用，则此进程会阻塞直到其他进程释放锁*/ 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 ; //进程退出会对所有文件解锁 } |
测试如下：
我们先在一个 终端执行程序：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_flock
lock success
press any key to unlock
现在文件已经被锁住了，而且没有按下任何按键，所以卡在这里，也还没解锁，接着在另一个终端再次执行同个程序：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/File_IO$ ./file_flock
lock fail: Resource temporarily unavailable
会立即返回错误，因为我们希望施加的是排他锁，而现在前面一个进程正在占用写锁还没释放，所以尝试施加锁失败，而如果fcntl 函数的cmd 设置为 F_SETLKW，即带w的版本，则此进程会一直阻塞直到前面一个进程释放了锁。
