在C语言中，flock 是一个用于文件锁定的函数，定义在 sys/file.h 头文件中。它的主要目的是在对文件进行读写操作时，避免其他进程同时访问文件，以实现文件的并发控制。

flock 函数的原型

#include <sys/file.h>int flock(int fd, int operation);

参数

• fd: 文件描述符，通常通过 open 函数获得。
• operation: 锁定操作的类型，通常是以下几种之一：
  • LOCK_SH: 共享锁，允许其他进程读取文件，但不允许写入。
  • LOCK_EX: 排他锁，阻止其他进程读取或写入文件。
  • LOCK_UN: 解锁，释放之前的锁。
  • LOCK_NB: 非阻塞模式，锁定操作不会被阻塞，如果锁定失败，flock 立即返回错误。

返回值

• 成功：返回 0。
• 失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误原因。

示例

进程A1写入完成前，进程A2的写入被阻塞，进程A3的读取被阻塞。

A1.c

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/file.h>
#include <unistd.h>
int main() {int fd = open("example.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);if (fd < 0) {perror("open");exit(EXIT_FAILURE);}// 加锁if (flock(fd, LOCK_EX) < 0) {perror("flock");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}printf("File is locked. Performing operations...\n");const char *message = "Hello, World!\n"; // 要写入的数据// 写入数据ssize_t bytesWritten = write(fd, message, strlen(message));if (bytesWritten < 0) {perror("write");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);} else {printf("Successfully wrote %ld bytes to the file.\n", bytesWritten);}sleep(10);// 简化写入过程不做成功判断 仅测试用const char *endmsg = "The End!\n";write(fd, endmsg, strlen(endmsg));printf("writing finished\n");// 解锁if (flock(fd, LOCK_UN) < 0) {perror("flock");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}close(fd);return 0;
}

A2.c

#include <fcntl.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/file.h>
#include <unistd.h>
int main() {int fd = open("example.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);if (fd < 0) {perror("open");exit(EXIT_FAILURE);}// 加锁if (flock(fd, LOCK_EX) < 0) {perror("flock");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 简化写入过程不做成功判断 仅测试用const char *newmsg = "new msg!\n";write(fd, newmsg, strlen(newmsg));// 解锁if (flock(fd, LOCK_UN) < 0) {perror("flock");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}close(fd);return 0;
}

A3.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/file.h>
#include <unistd.h>#define BUFFER_SIZE 256int main() {// 打开文件以只读模式int fd = open("example.txt", O_RDONLY);if (fd < 0) {perror("open");exit(EXIT_FAILURE);}// 获取共享锁if (flock(fd, LOCK_SH) < 0) {perror("flock");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 读取数据char buffer[BUFFER_SIZE];ssize_t bytesRead = read(fd, buffer, sizeof(buffer) - 1);if (bytesRead < 0) {perror("read");flock(fd, LOCK_UN); // 解锁close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 读取到的数据添加终止符buffer[bytesRead] = '\0';// 输出读取的数据printf("Read from file: %s\n", buffer);// 解锁if (flock(fd, LOCK_UN) < 0) {perror("flock");close(fd);exit(EXIT_FAILURE);}// 关闭文件close(fd);return 0;
}