2.6.2 Linux文件锁的使用
在Linux中，文件锁的特性是通过flock()和fcntl()两个函数对外提供的。这两个函数都可以实现文件加锁和解锁的流程，但是后者要比前者的特性更加丰富。
2.6.2.1 flock()函数的使用简析
下面先介绍一下flock API的使用，flock()函数的语法格式如下：
可以看出，该函数有两个参数，一个是文件的句柄，另一个是具体的动作。flock()函数行为的差异依赖于operation参数，该参数可以是如下几种情况。
• LOCK_SH：表示加共享锁（Shared Lock）。
• LOCK_EX：表示加排他锁（Exclusive Lock）。
• LOCK_UN：表示释放锁（Unlock）。
可以看出，文件锁的加锁和解锁都是由flock()函数实现的。在了解了上述参数的含义之后，再使用该函数就不太难了，此处就不再举例说明。
2.6.2.2 fcntl()函数的使用简析
fcntl()函数实现的特性要更加丰富一些，它不仅可以用于锁操作，还可以用于其他操作，这主要依赖参数cmd的值。fcntl()函数的语法格式如下：
可以看出，该函数有两个主要的参数，一个是fd，表示目标文件描述符；另一个是cmd，用于确定具体的操作，对于文件锁cmd来说，可以是F_GETLK、F_SETLK和F_SETLKW。其实后面还有第3个参数，这个参数是可变参数。对于文件锁操作，第3个参数的类型为struct flock。此时函数的语法格式如下：
lock参数是文件锁的详细属性信息，它描述了我们想要添加什么类型的文件锁，以及其他一些描述信息。该结构体包含的内容如代码2-7所示。
代码2-7 文件锁结构体
通过上述参数可以看出，该方法不仅可以实现各种文件锁类型，文件锁的粒度也会更细一些。其中，成员l_start与l_len用于描述锁定的文件的范围。
成员l_type描述了文件锁操作的具体类型，它的值可以是F_RDLCK、F_WRLCK和F_UNLCK等。其中，F_RDLCK是加读（共享）锁，F_WRLCK是写（排他）锁，而F_UNLCK是解锁操作。当对文件进行加锁或解锁操作时，只需要填充相应的参数，并调用该接口即可。
为了更加清楚地说明上述各个参数的用途，下面列举一个实例。在该实例中定义了一个排他锁。同时，通过F_SETLKW参数让fcntl()函数添加一个需要等待（Wait）模式的锁（第30行），如代码2-8所示。
代码2-8 文件锁使用实例
编译并执行上述代码，然后开启另一个窗口再次执行上述代码。我们会发现该程序被阻塞了。如果将第30行代码中的F_SETLKW修改为F_SETLK，此时程序并不会被阻塞，而是会返回一个错误。
如果这时使用其他软件访问该文件，会出现什么结果呢？比如，使用cat命令读取文件数据。
结果是可以正常读取数据。这时大家可能会产生疑问。加锁不是实现对数据的排他保护吗？怎么还可以读取数据呢？这是因为在Linux中默认使用的是劝告锁。如果进程没有对锁的状态进行询问而直接访问数据，则锁并不会保护数据。
为了对某个特定文件施行强制性上锁，需要使用强制锁。使用强制锁需要满足如下几个条件。
（1）挂载文件系统时要指定mand选项（mount-o mand）。
（2）必须关闭文件的组成员执行位（chmod g-x file）。
（3）必须打开文件的SGID位（chmod g+s file）。这里SGID（Set Group ID）是文件/目录的一种特殊权限，用于用户临时获得组权限。
完成上述操作后，如果在第1个窗口运行该程序，则在第2个窗口执行cat命令或vim命令查看文件数据时会被阻塞。