fcntl的详细使用

fcntl系统调用可以用来对已打开的文件描述符进行各种控制操作以改变已打开文件的的各种属性
函数原型：

#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
int fcntl(int fd, int cmd);
int fcntl(int fd, int cmd, long arg);
int fcntl(int fd, int cmd ,struct flock* lock);

fcntl函数功能依据cmd的值的不同而不同。参数对应功能如下：

（1）F_DUPFD

与dup函数功能一样，复制由fd指向的文件描述符，调用成功后返回新的文件描述符，与旧的文件描述符共同指向同一个文件。

（2）F_GETFD

读取文件描述符close-on-exec标志

（3）F_SETFD

将文件描述符close-on-exec标志设置为第三个参数arg的最后一位

（4）F_GETFL

获取文件打开方式的标志，标志值含义与open调用一致

（5）F_SETF

设置文件打开方式为arg指定方式

//F_DUPFD,
#include<fcntl.h>
#include<unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>int fcntl_cmd()
{int fd,dupfd,t;char *buff="123456\n";t=strlen(buff);fd=open("test.txt",O_RDWR|O_CREAT,0644);if(fd<0) return -1;dupfd=fcntl(fd,F_DUPFD,0);//相当于dupfd=dup(fd);if(dupfd<0) return -2;if(write(dupfd,buff,t)!=t) return -3;close(dupfd);
}
int main()
{int ret=fcntl_cmd();if(ret==-1)printf("open error \n");else if(ret== -2) printf("DUPFD error\n");else if(ret==-3)printf("write error \n");return 0;
}

文件记录锁是fcntl函数的主要功能。

记录锁：实现只锁文件的某个部分，并且可以灵活的选择是阻塞方式还是立刻返回方式

当fcntl用于管理文件记录锁的操作时，第三个参数指向一个struct flock *lock的结构体

struct flock
{short_l_type;    /*锁的类型*/short_l_whence;  /*偏移量的起始位置：SEEK_SET,SEEK_CUR,SEEK_END*/off_t_l_start;     /*加锁的起始偏移*/off_t_l_len;    /*上锁字节*/pid_t_l_pid;   /*锁的属主进程ID */
};

short_l_type用来指定设置共享锁（F_RDLCK,读锁）还是互斥锁（F_WDLCK,写锁）.

当short_l_type的值为 F_UNLCK时，传入函数中将解锁。
每个进程可以在该字节区域上设置不同的读锁。

但给定的字节上只能设置一把写锁，并且写锁存在就不能再设其他任何锁，且该写锁只能被一个进程单独使用。

这是多个进程的情况。

单个进程时，文件的一个区域上只能有一把锁，若该区域已经存在一个锁，再在该区域设置锁时，新锁会覆盖掉旧的锁，无论是写锁还时读锁。

l_whence,l_start,l_len三个变量来确定给文件上锁的区域。

l_whence确定文件内部的位置指针从哪开始，l_star确定从l_whence开始的位置的偏移量，两个变量一起确定了文件内的位置指针先所指的位置，即开始上锁的位置，然后l_len的字节数就确定了上锁的区域。

特殊的，当l_len的值为0时，则表示锁的区域从起点开始直至最大的可能位置，就是从l_whence和l_start两个变量确定的开始位置开始上锁，将开始以后的所有区域都上锁。

为了锁整个文件，我们会把l_whence,l_start,l_len都设为0。

(6)F_SETLK

此时fcntl函数用来设置或释放锁。当short_l_type为F_RDLCK为读锁，F_WDLCK为写锁，F_UNLCK为解锁。

如果锁被其他进程占用，则返回-1;

这种情况设的锁遇到锁被其他进程占用时，会立刻停止进程。

(7)F_SETLKW

此时也是给文件上锁，不同于F_SETLK的是，该上锁是阻塞方式。当希望设置的锁因为其他锁而被阻止设置时，该命令会等待相冲突的锁被释放。

(8)F_GETLK

第3个参数lock指向一个希望设置的锁的属性结构，如果锁能被设置，该命令并不真的设置锁，而是只修改lock的l_type为F_UNLCK,然后返回该结构体。如果存在一个或多个锁与希望设置的锁相互冲突，则fcntl返回其中的一个锁的flock结构。
————————————————
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原文链接：https://blog.csdn.net/fengxinlinux/article/details/51980837

以下代码用来证明写锁的互斥性

#include <unistd.h>
#include <sys/file.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
/*lock_set函数*/
void lock_set(int fd, int type)
{struct flock lock;
lock.l_whence = SEEK_SET;//赋值lock结构体
lock.l_start = 0;
lock.l_len =0;
while(1){lock.l_type = type;
/*根据不同的type值给文件上锁或解锁*/
if((fcntl(fd, F_SETLK, &lock)) == 0){if( lock.l_type == F_RDLCK )
printf("read lock set by %d\n",getpid());
else if( lock.l_type == F_WRLCK )
printf("write lock set by %d\n",getpid());
else if( lock.l_type == F_UNLCK )
printf("release lock by %d\n",getpid());
return;
}
/*判断文件是否可以上锁*/
fcntl(fd, F_GETLK,&lock);
/*判断文件不能上锁的原因*/
if(lock.l_type != F_UNLCK){/*/该文件已有写入锁*/
if( lock.l_type == F_RDLCK )
printf("read lock already set by %d\n",lock.l_pid);
/*该文件已有读取锁*/
else if( lock.l_type == F_WRLCK )
printf("write lock already set by %d\n",lock.l_pid);
getchar();
}
}
}int main(void)
{int fd;
/*首先打开文件*/
fd=open("hello",O_RDWR | O_CREAT, 0666);
if(fd < 0){perror("open");
exit(1);
}
/*给文件上写入锁*/
lock_set(fd, F_WRLCK);
getchar();
/*给文件接锁*/
lock_set(fd, F_UNLCK);
getchar();
close(fd);
exit(0);
}

终端一:

[root@localhost file]# ./fcntl_write
write lock set by 4994
release lock by 4994

终端二:

[root@localhost file]# ./fcntl_write
write lock already set by 4994
write lock set by 4997
release lock by 4997

以下代码证明读取锁为共享锁

/*fcntl_read.c测试文件读取锁主函数部分*/
#include <unistd.h>
#include <sys/file.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{int fd;
fd=open("hello",O_RDWR | O_CREAT, 0666);
if(fd < 0){perror("open");
exit(1);
}
/*给文件上读取锁*/
lock_set(fd, F_RDLCK);
getchar();
/*给文件接锁*/
lock_set(fd, F_UNLCK);
getchar();
close(fd);
exit(0);
}

终端一:

[root@localhost file]# ./fcntl2
read lock set by 5009
release lock by 5009

终端二:

[root@localhost file]# ./fcntl2
read lock set by 5010
release lock by 5010

参考链接:https://www.jb51.net/article/37671.htm

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