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Linux 基于flock命令实现多进程并发读写文件控制


基于flock命令实现多进程并发读写文件控制

需求描述

实际项目中,需要在Linux下通过shell脚本并发读写同一个文件,但是希望同一时刻,只有一个进程可以在读、写目标文件。

解决方案

使用flock命令。

flock命令介绍

语法

# flock --help  用法:  flock [options] <file|directory> <command> [command args]  flock [options] <file|directory> -c <command>  flock [options] <file descriptor number>  常用选项:  -s  --shared             获取一个共享锁  -x  --exclusive          获取一个排他锁(默认情况)  -u  --unlock             移除一个锁  -n  --nonblock           非阻塞模式,当获取锁失败时,返回1而非等待。  -w  --timeout <secs>     阻塞模式,当获取锁失失败时,等待secs秒,超时后退出。默认情况下,会一直等待直到获取锁  -E  --conflict-exit-code <number>  冲突或者超时导致程序退出时的退出状态码  -o  --close              运行命令前,关闭文件描述符,会自动释放锁。  -c  --command <command>  通过shell运行command,命令运行完成,也会自动释放锁(如果已上锁的话) 

原理

flock命令通过给某个文件、目录上锁来告诉其它进程自己的状态,也就是说基于文件锁实现程序控制。

支持的文件锁有两种:

  • 共享锁(shared lock)

    当文件被上了共享锁之后,其他进程可以继续为此文件加共享锁,但不能添加排他锁。被上锁的文件会有一个共享锁计数,每添加一个共享锁,计数 +1,每解锁一个共享锁,计数 -1,只有当共享锁计数为0时,才可以为其添加排他锁。

  • 排他锁(exclusive lock )

    当文件被上了排他锁之后,在解锁之前,其它进程不能为该文件添加共享锁和排他锁

具体实践

新建test_file_lock.sh文件,内容如下

#!/bin/bash echo "----------------------------------" echo "start at `date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'`" sleep 30s echo "finished at `date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'`" 

打开3个Linux终端,分别在其中两个终端的相同路径下,执行以下命令

# flock -x LOCK-FILE -c "sh test_file_lock.sh >out.log" 

执行上述命令以后,马上在第三个终端的相同路径下,执行tail -f out.log查看输出,结果如下

#tail -f out.log ---------------------------------- start at 2021-12-29 09:17:21 finished at 2021-12-29 09:17:51 tail: out.log: file truncated ---------------------------------- start at 2021-12-29 09:17:51 finished at 2021-12-29 09:18:21 

实践结果表明:

  1. 锁文件(例中为LOCK-FILE)如果不存在,会自动创建;
  2. 基于flock在第2个终端上执行的shell命令,在第一个终端上执行的shell命令执行完成后才开始运行,验证了flock排它锁的有效性。
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