无法获取文件锁

Question

FileLocker_wo.h

#include <string>
namespace Utils
{
        namespace FileLocker
        {
                bool lock_file(std::string aFileName, int& aFileDescriptor);
                bool unlock_file(int& aFileDescriptor);
                bool is_file_locked(std::string aFileName);
        };
}

FileLocker_wo.cpp

namespace Utils
{
        namespace FileLocker
        {
                bool lock_file(std::string aFileName, int& aFileDescriptor)
                {
                        aFileDescriptor = open(aFileName.c_str(), O_RDWR);
                        if (aFileDescriptor != -1)
                        {
                                if (lockf(aFileDescriptor, F_TLOCK, 0) == 0)
                                {
                                        return true;
                                }
                                std::cout << strerror(errno) << std::endl;
                        }
                        return false;
                }
                bool unlock_file(int& aFileDescriptor)
                {
                        if (lockf(aFileDescriptor, F_ULOCK, 0) == 0)
                        {
                                std::cout << "unloced file" <<  std::endl;
                                close(aFileDescriptor);
                                return true;
                        }
                        close(aFileDescriptor);
                        return false;
                }
                bool is_file_locked(std::string aFileName)
                {
                        int file_descriptor = open(aFileName.c_str(), O_RDWR);
                        if (file_descriptor != -1)
                        {
                                int ret = lockf(file_descriptor, F_TEST, 0);
                                if (ret == -1  && (errno == EACCES || errno == EAGAIN))
                                {
                                        std::cout << "locked by another process" << std::endl;
                                        close(file_descriptor);
                                        return true;
                                }
                                if (ret != 0)
                                {
                                    std::cout << "return value is " << ret << " " << strerror(errno) << std::endl;
                                }
                        }
                        close(file_descriptor);
                        return false;
                }
        }
}

p1.cpp

#include <iostream>
#include <fstream>
#include "FileLocker_wo.h"

int main()
{
        int fd = -1;
        if (Utils::FileLocker::lock_file("hello.txt", fd))
        {
                std::ofstream out("hello.txt");
                out << "hello ding dong" << std::endl;
                out.close();
                std::cout << "locked" << std::endl;
                sleep(5);
                if (Utils::FileLocker::unlock_file(fd))
                {
                        std::cout << "unlocked" << std::endl;
                }
        }
        return 0;
}

p2.cpp

#include "FileLocker_wo.h"
#include <iostream>
#include <fstream>
int main()
{
        int max_trys = 2;
        int trys = 0;
        bool is_locked = false;
        do
        {
                is_locked = Utils::FileLocker::is_file_locked("hello.txt");
                if (!is_locked)
                {
                        std::cout << "not locked" << std::endl;
                        break;
                }
                std::cout << "locked" << std::endl;
                sleep(1);
                ++trys;
        }
        while(trys < max_trys);
        if (!is_locked)
        {
                std::string s;
                std::ifstream in("hello.txt");
                while(getline(in,s))
                {
                        std::cout << "s is " << s << std::endl;
                }
        }
        return 0;
}

我试图在一个进程中获得文件锁定，并使用lockf(p1.cpp，p2.cpp(检查另一个进程是否对该文件有任何锁定。

在p1.cpp中，我正在锁定文件hello.txt并等待5秒钟。同时，我启动了p2.cpp，并通过其他进程检查是否有锁，但总是没有锁>我在过去的两个小时里一直处于这种状态。

有人能说出这里面出了什么问题吗？

Answer 1

您在POSIX文件锁中遇到了一个更严重的设计错误。您可能不知道这一点，因为您只阅读了lockf手册页，而没有阅读fcntl手册页，所以这里是fcntl手册页的重要部分：

• 如果进程关闭了引用文件的任何文件描述符，则不管获取锁的文件描述符

这意味着，在你的代码的这一部分

    if (Utils::FileLocker::lock_file("hello.txt", fd))
    {
            std::ofstream out("hello.txt");
            out << "hello ding dong" << std::endl;
            out.close();

当您调用out.close()时，即使out是与lock_file中使用的操作系统级别不同的"打开文件描述"，也会丢失对文件的锁定！

为了安全地使用POSIX锁，您必须确保对要锁定的文件调用open()一次，并且每个进程只能调用一次，您决不能复制文件描述符，并且只有在准备解除锁定时才能再次关闭它。因为可能没有任何方法(即使使用不可移植的扩展名(可以从文件描述符构造iostreams对象，或者从iostream对象提取文件描述符，所以阻力最小的路径是对需要应用POSIX锁的文件仅使用操作系统级I/O基元(open、close、read、write、fcntl、lseek、ftruncate(。