Linux 基於flock命令實現多程序併發讀寫檔案控制

阿新 • • 發佈：2022-01-03

基於`flock`命令實現多程序併發讀寫檔案控制

需求描述

實際專案中，需要在Linux下通過shell指令碼併發讀寫同一個檔案，但是希望同一時刻，只有一個程序可以在讀、寫目標檔案。

解決方案

使用flock命令。

`flock`命令介紹

語法

# flock --help

用法:
 flock [options] <file|directory> <command> [command args]
 flock [options] <file|directory> -c <command>
 flock [options] <file descriptor number>

常用選項:
 -s  --shared             獲取一個共享鎖
 -x  --exclusive          獲取一個排他鎖(預設情況）
 -u  --unlock             移除一個鎖
 -n  --nonblock           非阻塞模式，當獲取鎖失敗時，返回1而非等待。
 -w  --timeout <secs>     阻塞模式，當獲取鎖失失敗時，等待secs秒，超時後退出。預設情況下，會一直等待直到獲取鎖
 -E  --conflict-exit-code <number>  衝突或者超時導致程式退出時的退出狀態碼
 -o  --close              執行命令前，關閉檔案描述符，會自動釋放鎖。
 -c  --command <command>  通過shell執行command，命令執行完成，也會自動釋放鎖(如果已上鎖的話)

原理

flock命令通過給某個檔案、目錄上鎖來告訴其它程序自己的狀態，也就是說基於檔案鎖實現程式控制。

支援的檔案鎖有兩種:

共享鎖(shared lock)

當檔案被上了共享鎖之後，其他程序可以繼續為此檔案加共享鎖，但不能新增排他鎖。被上鎖的檔案會有一個共享鎖計數，每新增一個共享鎖，計數 +1，每解鎖一個共享鎖，計數 -1，只有當共享鎖計數為0時，才可以為其新增排他鎖。
排他鎖(exclusive lock )

當檔案被上了排他鎖之後，在解鎖之前，其它程序不能為該檔案新增共享鎖和排他鎖

具體實踐

新建test_file_lock.sh檔案，內容如下

#!/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'`"

開啟3個Linux終端，分別在其中兩個終端的相同路徑下，執行以下命令

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

執行上述命令以後，馬上在第三個終端的相同路徑下，執行tail -f out.log檢視輸出，結果如下

#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

實踐結果表明：

鎖檔案(例中為LOCK-FILE)如果不存在，會自動建立；
基於flock在第2個終端上執行的shell命令，在第一個終端上執行的shell命令執行完成後才開始執行，驗證了flock排它鎖的有效性。

作者：授客
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