Linux программирование в примерах

Роббинс Арнольд

После заполнения структуры

struct flock

следующим шагом является запрос блокировки. Этот шаг осуществляется с помощью соответствующего значения аргумента

cmd

функции

fcntl

:

F_GETLK

Узнать, можно ли установить блокировку.

F_SETLK

Установить или снять блокировку.

F_SETLKW

Установить блокировку, подождав, пока это будет возможным.

Команда

F_GETLK

является командой «Мама, можно мне?» Она осведомляется, доступна ли описанная

struct flock

блокировка. Если она доступна, блокировка не устанавливается; вместо этого операционная система

изменяет поле

l_type

на

F_UNLCK

. Другие поля остаются без изменений.

Если блокировка недоступна, операционная система заполняет различные поля сведениями, описывающими уже установленные блокировки, которые препятствуют установке новой. В этом случае

l_pid

содержит PID процесса, владеющего соответствующей блокировкой. [152] Если блокировка уже установлена, нет другого выбора, кроме ожидания в течение некоторого времени и новой попытки установки блокировки или вывода сообщения об ошибке и отказа от дальнейших попыток.

152

Справочная страница GNU/Linux fcntl(3) указывает, что этих сведений может быть недостаточно, процесс может находиться на другой машине! При блокировках по сети есть и другие проблемы, в общем, использование блокировки в файловых системах, смонтированных для удаленных компьютеров, не является удачной мыслью — Примеч. автора.

Команда

F_SETLK

пытается установить указанную блокировку. Если

fcntl

возвращает 0, блокировка была успешно установлена. Если она возвращает -1, блокировку установил другой процесс. В этом случае в errno устанавливается либо

EAGAIN

(попытайтесь снова позже) или

EACCESS

(нет доступа). Возможны два значения, чтобы удовлетворить старым системам.

Команда

F_SETLKW

также пытается установить указанную блокировку. Она отличается от

F_SETLK

тем, что будет ждать, пока установка блокировки не окажется возможной.

Выбрав соответствующее значение для аргумента

cmd

, передайте его в качестве второго аргумента

fcntl

вместе с указателем на заполненную структуру

struct flock

в качестве третьего аргумента:

struct flock lock;

 int fd;

 /* ...открыть файл, заполнить struct flock... */

 if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0) {

 /* Установить не удалось, попытаться восстановиться */

}

Функция

lockf

[153] предоставляет альтернативный способ установки блокировки в текущем положении файла.

#include <sys/file.h> /* XSI */

int lockf(int fd, int cmd, off_t len);

Дескриптор файла

fd

должен быть открыт для записи.

len

указывает число блокируемых байтов: от текущего положения (назовем его

pos

) до

pos + len

байтов, если

len

положительно, или от

pos - len

до

pos - 1

, если len отрицательно. Команды следующие:

153

В системе GNU/Linux

lockf

реализована в виде «оболочки» вокруг

fcntl

— Примеч. автора.

F_LOCK

Устанавливает исключительную блокировку диапазона.

Вызов блокируется до тех пор, пока блокировка диапазона не станет возможной.

F_TLOCK

Пытается установить блокировку. Это похоже на

F_LOCK

, но если блокировка недоступна,

F_TLOCK

возвращает ошибку.

F_ULOCK

Разблокирует указанный раздел. Это может вызвать расщепление блокировки, как описано выше.

F_TEST

Проверяет, доступна ли блокировка. Если доступна, возвращает 0 и устанавливает блокировку. В противном случае возвращает -1 и устанавливает в

errno

EACCESS

.

Возвращаемое значение равно 0 в случае успеха и -1 при ошибке, с соответствующим значением в

errno

. Возможные значения ошибок включают:

EAGAIN

Файл заблокирован, для

F_TLOCK

или

F_TEST

.

EDEADLK

Для

F_TLOCK

эта операция создала бы тупик. [154]

ENOLCK

Операционная система не смогла выделить блок.

Полезна комбинация

F_TLOCK

и

EDEADLK

: если вы знаете, что тупик не может возникнуть никогда, используйте

F_LOCK

. В противном случае, стоит обезопасить себя и использовать

F_TLOCK

. Если блокировка доступна, она осуществляется, но если нет, у вас появляется возможность восстановления вместо блокирования в ожидании, возможно, навечно.

154

Тупик (deadlock) является ситуацией, при которой оба процесса блокируются, причем каждый из них ждёт, пока другой освободит определенный ресурс — Примеч. автора.

Завершив работу с заблокированным участком, его следует освободить. Для

fcntl

возьмите первоначальную

struct lock

, использованную для блокирования, и измените поле

l_type

на

F_UNLCK

. Затем используйте

F_SETLK

в качестве аргумента

cmd

:

lock.l_whence = ... ; /* Как раньше */

lock.l_start = ... ; /* Как раньше */

lock.l_len = ... ; /* Как раньше */

lock.l_type = F_UNLCK; /* Разблокировать */

if (fcntl(fd, F_SETLK, &lock) < 0) {

 /* обработать ошибку */

}

/* Блокировка была снята */

Код, использующий

lockf

, несколько проще. Для краткости мы опустили проверку ошибок:

off_t curpos, len;

curpos = lseek(fd, (off_t)0, SEEK_CUR); /* Получить текущее положение */

len = ... ; / * Установить соответствующее число блокируемых байтов */

lockf(fd, F_LOCK, len); / * Осуществить блокировку */

/* ...здесь использование заблокированного участка... */

lseek(fd, curpos, SEEK_SET); / * Вернуться к началу блокировки */

lockf(fd, F_ULOCK, len); /* Разблокировать файл */

Если вы не освободите блокировку явным образом, операционная система сделает это за вас в двух случаях. Первый случай, когда процесс завершается (либо при возвращении из

main

, либо с использованием функции

exit

, которую мы рассматривали в разделе 9.1.5.1 «Определение статуса завершения процесса»). Другим случаем является вызов

close

с дескриптором файла: больше об этом в следующем разделе.