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linux下加锁处理数据文件。假设突然断电,重启后这个锁就永远存在在这个文件上了吗?

WBOY
Lepaskan: 2016-06-06 20:11:01
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首先锁信息是不是文件的一部分?
其次断电重启后会自动消失还是永远存在无法解除(因为设置锁的进程已经不复存在了)?

回复内容:

首先锁信息是不是文件的一部分?
其次断电重启后会自动消失还是永远存在无法解除(因为设置锁的进程已经不复存在了)?

Linux下的文件锁

Linux下有两种不同的文件锁机制,一种是通过 flock 系统调用锁定整个文件,另一种是通过 fcntl 系统调用完成更细粒度的记录锁(锁定文件中的一个区间)

open 系统调用

Linux下,在最初打开一个文件的时候,最终都是落到 open 这个系统调用上。

open系统调用 (@./fs/open.c) 里头做了很多事情,跟文件锁有关的主要是分配了一个 struct file 对象,并且给该对象的 struct inode *inodestruct file_operations *f_op 成员赋值。

其中 inode 是对应文件系统分配的(比如 ext4 文件系统的分配函数是 fs/ext4/inode.c 中的 ext4_iget),其中也包含了一个 struct file_operations * 类型的成员 i_fop,即针对该文件系统文件操作的函数指针集合。

以上提到的两次 struct file_operations 对象包含 flocklock 两个函数指针,分别用于上述的两种不同锁机制。

内核在内存中只会给一个文件分配一个 struct inode 对象,不同进程打开同一个文件时,都会单独分配一个 struct file 对象,且 file->inode 指向该文件对应的 inode 对象。其中 file->f_op 实际上就是在 open 系统调用过程中,从 inode->i_fop 拷贝过来的。(open -> do_sys_open -> do_filp_open -> path_openat -> do_last -> vfs_open -> do_dentry_open: f->f_op = fops_get(inode->i_fop))

flock 加锁

内核首先根据第一个参数 fd 找到内核中的 struct file 对象,判断 file->f_op->flock 指针是否有效,如果有效(说明是文件系统指定了加锁机制,例如 fs/fuse/file.c 中指定了 fuse_file_flock 函数,而ext2/3/4都没有指定),就调用该指针指向的函数来执行加锁操作;如果不存在,则执行flock_lock_file_wait -> flock_lock_inode (@ fs/locks.c)。

如果文件系统没有指定加锁机制,那么 flock_lock_inode 会尝试给该文件对应的 inode 加文件锁(加锁机制比较琐碎,我没看得太细,大致是获取 inode->i_flctx->flc_lock 这个spinlock,然后增删改查 inode->i_flctx->flc_flock 这个链表,但是可以看出全是内存操作)。

如果文件系统指定了加锁机制,那么就要具体考察对应的加锁机制是否是持久化在磁盘上了;不过从加锁这个需求本身去考察,大多数情况下应当是期望能够快速完成,除了特殊情况,可以认为只是在内存中操作,并没有持久化到磁盘。

fcntl 加锁

flock 类似,区别在于判断的函数指针是 file->f_op->lock ,如果不存在的话,则调用 posix_lock_file 尝试对该 inode 加记录锁,也是在 inode->i_flctx 上面倒腾,不过用的是 inode->i_flctx->flc_lock 这个链表,具体操作更复杂一些,还要考虑记录锁区间的交叉等问题。

结论

具体情况取决于文件系统是否使用了指定的加锁机制,如果有,要单独分析。

如果没有,所有的锁都是在内存中维护的,如果断电,锁自动失效。这样也比较符合通常的理解。

另外,针对文件的加锁行为一般都是进程执行的,进程退出(包括意外退出)时,exit 系统调用会调用 exit_files 函数清理该进程打开的所有文件。

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sumber:php.cn
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