Linux API. Исчерпывающее руководство

[PID=790] failed (incompatible lock)

PID=790> w w 0 0

К данному моменту все должно выглядеть так, как на рис. 51.5, б, где процессы А и Б удерживают блокировки для разных участков файла и при этом процесс А имеет отложенный запрос на блокирование всего файла.

Продолжаем работу с процессом Б, пытаясь заблокировать весь файл. Для начала воспользуемся операцией F_GETLK, чтобы узнать, возможно ли установить такую блокировку (то есть нет ли на этом участке конфликтующих блокировок). Затем попытаемся выполнить блокировку с помощью операции F_SETLKW.

PID=800> g w 0 0

[PID=800] Denied by READ lock on 0:40

(held by PID 790)

PID=800> w w 0 0

[PID=800] failed (deadlock)

На рис. 51.5, в, показано, что произошло, когда процесс Б запросил блокировку с возможностью записи для всего файла целиком: взаимная блокировка. На этом этапе ядро выбрало один запрос, который должен завершиться с ошибкой, — в данном случае запрос процесса Б; его вызов fcntl() вернет ошибку EDEADLK.

Продолжаем работать с процессом Б, удаляя все блокировки, удерживаемые им для нашего файла:

PID=800> s u 0 0

[PID=800] unlocked

[PID=790] got lock

Последняя строчка вывода говорит о том, что запрос процесса А наконец может быть удовлетворен.

Важно понимать: несмотря на отмену запроса, который приводил к взаимной блокировке, процесс Б все еще удерживает другую свою блокировку и запрос на получение блокировки процессом А все еще ожидает своей очереди. Запрос процесса А будет удовлетворен только после того, как процесс Б уберет свою оставшуюся блокировку и сделает актуальной ситуацию, показанную на рис. 51.5, г.

51.3.6. Пример: библиотека функций для установки блокировок

В листинге 51.3 собран набор функций для блокировки, пригодный для использования в других программах.

• Функция lockRegion() задействует операцию F_SETLK, чтобы установить блокировку для открытого файла, на который указывает дескриптор fd. Аргумент type определяет тип блокировки (F_RDLCK или F_WRLCK). Аргументы whence, start и len задают диапазон блокируемых байтов; они предоставляют значения для полей структуры flockstr (с помощью которой устанавливается блокировка) с аналогичными именами.

• Функция lockRegionWait() похожа на lockRegion(), но выполняет блокирующий запрос; то есть вместо F_SETLK она применяет флаг F_SETLKW.

• Функция regionIsLocked() проверяет, можно ли установить блокировку для заданного файла. Ее аргументы такие же, как и у функции lockRegion(). Она возвращает 0 (false), если ни один другой процесс не удерживает блокировку, которая конфликтует с указанным в вызове запросом. Если один или несколько процессов удерживают конфликтующие блокировки, то она возвращает ненулевое значение (то есть true) — идентификатор одного из этих процессов.

Рис. 51.5. Состояние удовлетворенных и отложенных запросов при выполнении программы i_fcntl_locking.c

Листинг 51.3. Функции для блокировки участков файла

filelock/region_locking.c

#include

#include "region_locking.h" /* Объявляет определенные здесь функции */

/* Блокирует участок файла (частная; публичный интерфейс находится ниже) */

static int

lockReg(int fd, int cmd, int type, int whence, int start, off_t len)

{

struct flock fl;

fl.l_type = type;

fl.l_whence = whence;

fl.l_start = start;

fl.l_len = len;

return fcntl(fd, cmd, &fl);

}

int /* Устанавливает блокировку для участка файла

с помощью неблокирующей операции F_SETLK */

lockRegion(int fd, int type, int whence, int start, int len)

{

return lockReg(fd, F_SETLK, type, whence, start, len);

}

int /* Устанавливает блокировку для участка файла

с помощью блокирующей операции F_SETLKW */

lockRegionWait(int fd, int type, int whence, int start, int len)

{

return lockReg(fd, F_SETLKW, type, whence, start, len);

}

/* Проверяет, доступен ли участок файла для блокирования. Если да,

возвращает 0; если другой процесс удерживает несовместимую блокировку,

возвращает его PID; в случае ошибки возвращает -1. */

pid_t

regionIsLocked(int fd, int type, int whence, int start, int len)

{

struct flock fl;

fl.l_type = type;

fl.l_whence = whence;

fl.l_start = start;

fl.l_len = len;

if (fcntl(fd, F_GETLK, &fl) == -1)

return -1;

return (fl.l_type == F_UNLCK)? 0: fl.l_pid;

}

filelock/region_locking.c

51.3.7. Производительность блокировок и их ограничения

Стандарт SUSv3 разрешает устанавливать фиксированные, общесистемные ограничения максимального количества блокировок для записей, которые могут быть получены. При его достижении функция fcntl() завершается ошибкой ENOLCK. В Linux такого ограничения не существует; мы ограничены лишь объемом доступной памяти (похожая ситуация наблюдается и во многих других UNIX-системах).