前⾯的这5个基本函数实现了⽂件的打开、读写等基本操作，这⼀节将讨论的是，在⽂ 件已经共享的情况下如何操作，也就是当多个⽤户共同使⽤、操作⼀个⽂件的情况，这时，Linux 通常采⽤的⽅法是给⽂件上锁，来避免共享的资源产⽣竞争的状态。
⽂件锁包括建议性锁和强制性锁。
建议性锁要求每个上锁⽂件的进程都要检查是否有锁存，并且尊重已有的锁。在⼀般情况下，内核和系统都不使⽤建议性锁。强制性锁是由内 核执⾏的锁，当⼀个⽂件被上锁进⾏写⼊操作的时候，内核将阻⽌其他任何⽂件对其进⾏读写操作。采⽤强制性锁对性能的影响很⼤，每次读写操作都必须检查是否有锁存在。
在 Linux 中，实现⽂件上锁的函数有lock和fcntl，其中flock⽤于对⽂件施加建议性锁,⽽fcntl不仅可以施加建议性锁，还可以施加强制锁。同时，fcntl还能对⽂件的某⼀记录进⾏上锁，也就是记录锁。
记录锁⼜可分为读取锁和写⼊锁，其中读取锁⼜称为共享锁，它能够使多个进程都能在⽂件的同⼀部分建⽴读取锁。⽽写⼊锁⼜称为排斥锁，在任何时刻只能有⼀个进程在⽂件的某个部分上建⽴写⼊锁。当然，在⽂件的同⼀部分不能同时建⽴读取锁和写⼊锁。注意:
fcntl是⼀个⾮常通⽤的函数，它还可以改变⽂件进程各⽅⾯的属性，在本节中，主要介绍它建⽴记录锁的⽅法，关于它其他⽤户感兴趣的读者可以参看fcntl⼿册。
⽤于建⽴记录锁的fcntl函数格式如表6.6 所⽰。表6.6 fcntl函数语法要点所需头⽂件复制代码 代码如下:#include 函数原型int fcnt1(int fd, int cmd, struct flock *lock)F_DUPFD：复制⽂件描述符 F_GETFD：获得fd的close-on-exec标志，若标志未设置，则⽂件经过exec函数之后仍保持打开状态F_SETFD：设置close-on-exec标志，该标志以参数arg的FD_CLOEXEC位决定F_GETFL：得到open设置的标志cmd F_SETFL：改变open设置的标志 F_GETFK：根据lock描述，决定是否上⽂件锁F_SETFK：设置lock描述的⽂件锁 F_SETLKW：这是F_SETLK的阻塞版本（命令名中的W表⽰等待（wait））。如果存在其他锁，则调⽤进程睡眠；如果捕捉到信号则睡眠中断 F_GETOWN：检索将收到SIGIO和SIGURG信号的进程号或进程组号F_SETOWN：设置进程号或进程组号 结构为flock，设置记录锁的具体状态，后⾯会详细说明成功：0-1：出错 这⾥，lock的结构如下所⽰：复制代码 代码如下: Struct flock{short l_type;off_t l_start;short l_whence;off_t l_len;pid_t l_pid;} lock结构中每个变量的取值含义如表6.7 所⽰。 F_RDLCK：读取锁（共享锁） l_type F_WRLCK：写⼊锁（排斥锁）F_UNLCK：解锁 l_stat 相对位移量（字节） SEEK_SET：当前位置为⽂件的开头，新位置为偏移量的⼤⼩ SEEK_CUR：当前位置为⽂件指针的位置，新位置为当前位置加上偏移量l_whence：相对位移量的起点（同lseek 的whence）。 SEEK_END：当前位置为⽂件的结尾，新位置为⽂件的⼤⼩加上偏移量的⼤⼩ l_len 加锁区域的长度 为加锁整个⽂件，通常的⽅法是将l_start 说明为0，l_whence 说明为SEEK_SET，l_len 说明为0。 下⾯⾸先给出了使⽤fcntl 函数的⽂件记录锁函数。在该函数中，⾸先给flock 结构体的对应位赋予相应的值。接着使⽤两次fcntl函数分别⽤于给相关⽂件上锁和判断⽂件是否可以上锁，这⾥⽤到的cmd值分别为F_SETLK 和F_GETLK。这个函数的源代码如下所⽰：复制代码 代码如下: /*lock_set函数*/ void lock_set(int fd, int type){ struct flock lock; lock.l_whence = SEEK_SET;//赋值lock结构体lock.l_start = 0;lock.l_len =0;while(1){ lock.l_type = type; /*根据不同的type值给⽂件上锁或解锁*/if((fcntl(fd, F_SETLK, &lock)) == 0){if( lock.l_type == F_RDLCK ) printf(\"read lock set by %d\\n\else if( lock.l_type == F_WRLCK ) printf(\"write lock set by %d\\n\else if( lock.l_type == F_UNLCK )printf(\"release lock by %d\\n\return;} /*判断⽂件是否可以上锁*/fcntl(fd, F_GETLK,&lock);/*判断⽂件不能上锁的原因*/if(lock.l_type != F_UNLCK){/*/该⽂件已有写⼊锁*/ if( lock.l_type == F_RDLCK ) printf(\"read lock already set by %d\\n\/*该⽂件已有读取锁*/ else if( lock.l_type == F_WRLCK ) printf(\"write lock already set by %d\\n\getchar();}}} 下⾯的实例是测试⽂件的写⼊锁，这⾥⾸先创建了⼀个hello⽂件，之后对其上写⼊锁，最后释放写⼊锁。代码如下所⽰：复制代码 代码如下: /*fcntl_write.c测试⽂件写⼊锁主函数部分*/#include int fd; /*⾸先打开⽂件*/ fd=open(\"hello\if(fd < 0){ perror(\"open\");exit(1);} /*给⽂件上写⼊锁*/ lock_set(fd, F_WRLCK);getchar(); /*给⽂件接锁*/ lock_set(fd, F_UNLCK);getchar();close(fd);exit(0);} 为了能够使⽤多个终端，更好地显⽰写⼊锁的作⽤，本实例主要在PC 机上测试，读者可将其交叉编译，下载到⽬标板上运⾏。下⾯是在PC 机上的运⾏结果。为了使程序有较⼤的灵活性，笔者采⽤⽂件上锁后由⽤户键⼊⼀任意键使程序继续运⾏。建议读者开启两个终端，并且在两个终端上同时运⾏该程序，以达到多个进程操作⼀个⽂件的效果。在这⾥，笔者⾸先运⾏终端⼀，请读者注意终端⼆中的第⼀句。复制代码 代码如下: [root@localhost file]# ./fcntl_writewrite lock set by 4994release lock by 4994复制代码 代码如下: [root@localhost file]# ./fcntl_writewrite lock already set by 4994write lock set by 4997release lock by 4997 由此可见，写⼊锁为互斥锁，⼀个时刻只能有⼀个写⼊锁存在。接下来的程序是测试⽂件的读取锁，原理同上⾯的程序⼀样。复制代码 代码如下: /*fcntl_read.c测试⽂件读取锁主函数部分*/#include int fd; fd=open(\"hello\if(fd < 0){ perror(\"open\");exit(1);} /*给⽂件上读取锁*/ lock_set(fd, F_RDLCK);getchar(); /*给⽂件接锁*/ lock_set(fd, F_UNLCK);getchar();close(fd);exit(0);} 同样开启两个终端，并⾸先启动终端⼀上的程序，其运⾏结果如下所⽰：复制代码 代码如下:[root@localhost file]# ./fcntl2read lock set by 5009release lock by 5009 复制代码 代码如下:[root@localhost file]# ./fcntl2read lock set by 5010release lock by 5010 读者可以将此结果与写⼊锁的运⾏结果相⽐较，可以看出，读取锁为共享锁，当进程5009已设定读取锁后，进程5010 还可以设置读取锁。 如果在⼀个终端上运⾏设置读取锁，则在另⼀个终端上运⾏设置写⼊锁，会有什么结果呢？ 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容