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我們使用Go語言開發(fā)一些程序的時(shí)候，往往出現(xiàn)多個(gè)進(jìn)程同時(shí)操作同一份文件的情況，這很容易導(dǎo)致文件中的數(shù)據(jù)混亂。這時(shí)我們就需要采用一些手段來平衡這些沖突，文件鎖（flock）應(yīng)運(yùn)而生，下面我們就來介紹一下。
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對于 flock，最常見的例子就是 Nginx，進(jìn)程運(yùn)行起來后就會(huì)把當(dāng)前的 PID 寫入這個(gè)文件，當(dāng)然如果這個(gè)文件已經(jīng)存在了，也就是前一個(gè)進(jìn)程還沒有退出，那么 Nginx 就不會(huì)重新啟動(dòng)，所以 flock 還可以用來檢測進(jìn)程是否存在。
flock 是對于整個(gè)文件的建議性鎖。也就是說，如果一個(gè)進(jìn)程在一個(gè)文件（inode）上放了鎖，其它進(jìn)程是可以知道的（建議性鎖不強(qiáng)求進(jìn)程遵守）。最棒的一點(diǎn)是，它的第一個(gè)參數(shù)是文件描述符，在此文件描述符關(guān)閉時(shí)，鎖會(huì)自動(dòng)釋放。而當(dāng)進(jìn)程終止時(shí)，所有的文件描述符均會(huì)被關(guān)閉。所以很多時(shí)候就不用考慮類似原子鎖解鎖的事情。
在具體介紹前，先上代碼
package main
import (
"fmt"
"os"
"sync"
"syscall"
"time"
)
//文件鎖
type FileLock struct {
dir string
f *os.File
}
func New(dir string) *FileLock {
return &FileLock{
dir: dir,
}
}
//加鎖
func (l *FileLock) Lock() error {
f, err := os.Open(l.dir)
if err != nil {
return err
}
l.f = f
err = syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX|syscall.LOCK_NB)
if err != nil {
return fmt.Errorf("cannot flock directory %s - %s", l.dir, err)
}
return nil
}
//釋放鎖
func (l *FileLock) Unlock() error {
defer l.f.Close()
return syscall.Flock(int(l.f.Fd()), syscall.LOCK_UN)
}
func main() {
test_file_path, _ := os.Getwd()
locked_file := test_file_path
wg := sync.WaitGroup{}
for i := 0; i < 10; i++ {
wg.Add(1)
go func(num int) {
flock := New(locked_file)
err := flock.Lock()
if err != nil {
wg.Done()
fmt.Println(err.Error())
return
}
fmt.Printf("output : %d\n", num)
wg.Done()
}(i)
}
wg.Wait()
time.Sleep(2 * time.Second)
}
在 Windows 系統(tǒng)下運(yùn)行上面的代碼會(huì)出現(xiàn)下面的錯(cuò)誤：
undefined: syscall.Flock
undefined: syscall.LOCK_EX
undefined: syscall.LOCK_NB
undefined: syscall.Flock
undefined: syscall.LOCK_UN
這是因?yàn)?Windows 系統(tǒng)不支持 pid 鎖，所以我們需要在 Linux 或 Mac 系統(tǒng)下才能正常運(yùn)行上面的程序。
上面代碼中演示了同時(shí)啟動(dòng) 10 個(gè) goroutinue，但在程序運(yùn)行過程中，只有一個(gè) goroutine 能獲得文件鎖（flock）。其它的 goroutinue 在獲取不到 flock 后，會(huì)拋出異常的信息。這樣即可達(dá)到同一文件在指定的周期內(nèi)只允許一個(gè)進(jìn)程訪問的效果。
代碼中文件鎖的具體調(diào)用：
syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX|syscall.LOCK_NB)
我們采用了 syscall.LOCK_EX、syscall.LOCK_NB，這是什么意思呢？
flock 屬于建議性鎖，不具備強(qiáng)制性。一個(gè)進(jìn)程使用 flock 將文件鎖住，另一個(gè)進(jìn)程可以直接操作正在被鎖的文件，修改文件中的數(shù)據(jù)，原因在于 flock 只是用于檢測文件是否被加鎖，針對文件已經(jīng)被加鎖，另一個(gè)進(jìn)程寫入數(shù)據(jù)的情況，內(nèi)核不會(huì)阻止這個(gè)進(jìn)程的寫入操作，也就是建議性鎖的內(nèi)核處理策略。
flock 主要三種操作類型：
- LOCK_SH：共享鎖，多個(gè)進(jìn)程可以使用同一把鎖，常被用作讀共享鎖；
- LOCK_EX：排他鎖，同時(shí)只允許一個(gè)進(jìn)程使用，常被用作寫鎖；
- LOCK_UN：釋放鎖。
進(jìn)程使用 flock 嘗試鎖文件時(shí)，如果文件已經(jīng)被其他進(jìn)程鎖住，進(jìn)程會(huì)被阻塞直到鎖被釋放掉，或者在調(diào)用 flock 的時(shí)候，采用 LOCK_NB 參數(shù)。在嘗試鎖住該文件的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)已經(jīng)被其他服務(wù)鎖住，會(huì)返回錯(cuò)誤，錯(cuò)誤碼為 EWOULDBLOCK。
flock 鎖的釋放非常具有特色，即可調(diào)用 LOCK_UN 參數(shù)來釋放文件鎖，也可以通過關(guān)閉 fd 的方式來釋放文件鎖（flock 的第一個(gè)參數(shù)是 fd），意味著 flock 會(huì)隨著進(jìn)程的關(guān)閉而被自動(dòng)釋放掉。
文章名稱：創(chuàng)新互聯(lián)GO教程:Go語言文件鎖操作
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