Golang入门之——文件锁操作flock

有时候，我们使用go语言开发一些程序的时候，往往出现多个进程同时操作同一份文件的情况，这很容易导致文件中的数据混乱。我们需要采用一些手段来平衡这些冲突：需要锁操作来保证数据的完整性，这里介绍的针对文件的锁，称之为“文件锁”-flock。

对于flock，我们最常见的例子就是nginx，进程起来后就会把当前的PID写入这个文件，当然如果这个文件已经存在了，也就是前一个进程还没有退出，那么Nginx就不会重新启动。

flock 是对于整个文件的建议性锁。也就是说，如果一个进程在一个文件（inode）上放了锁，那么其它进程是可以知道的。（建议性锁不强求进程遵守。）最棒的一点是，它的第一个参数是文件描述符，在此文件描述符关闭时，锁会自动释放。而当进程终止时，所有的文件描述符均会被关闭。所以很多时候就不用考虑类似原子锁解锁的事情。

package main
import ("fmt""os""sync""syscall""time"
)
//文件锁
type FileLock struct {dir stringf   *os.File
}
func New(dir string) *FileLock {return &FileLock{dir: dir,}
}//加锁
func (l *FileLock) Lock() error {f, err := os.Open(l.dir)if err != nil {return err}l.f = ferr = 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
}//释放锁
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_pathwg := 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)}

上面的代码我们演示了同时启动10个goroutinue,但在程序运行过程中，只有一个goroutine能获得文件锁（flock）。其它的goroutinue在获取不到flock后，会抛出异常的信息。这样即可达到同一文件在指定的周期内只允许一个进程访问的效果。
代码中文件锁的具体调用：syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX|syscall.LOCK_NB)
我们采用了syscall.LOCK_EX，syscall.LOCK_NB，这是什么意思呢？

flock，建议性锁，不具备强制性。一个进程使用flock将文件锁住，另一个进程可以直接操作正在被锁的文件，修改文件中的数据，原因在于flock只是用于检测文件是否被加锁，针对文件已经被加锁，另一个进程写入数据的情况，内核不会阻止这个进程的写入操作，也就是建议性锁的内核处理策略。

flock主要三种操作类型：

LOCK_SH，共享锁，多个进程可以使用同一把锁，常被用作读共享锁；
LOCK_EX，排他锁，同时只允许一个进程使用，常被用作写锁；
LOCK_UN，释放锁；
进程使用flock尝试锁文件时，如果文件已经被其他进程锁住，进程会被阻塞直到锁被释放掉，或者在调用flock的时候，采用LOCK_NB参数。在尝试锁住该文件的时候，发现已经被其他服务锁住，会返回错误，errno错误码为EWOULDBLOCK。

flock锁的释放非常具有特色，即可调用LOCK_UN参数来释放文件锁，也可以通过关闭fd的方式来释放文件锁（flock的第一个参数是fd），意味着flock会随着进程的关闭而被自动释放掉。

ps: flock其中的一个使用场景为：检测进程是否已经存在。

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