Программирование для Linux. Профессиональный подход

В листинге 8.2 показана программа, которая открывает для записи указанный файл, а затем ставит на него блокировку записи. Программа ждет нажатия клавиши , после чего снимает блокировку и закрывает файл.

Листинг 8.2. (lock-file.c) Установка блокировки записи с помощью функции fcntl()

#include

#include

#include

#include

int main(int argc, char* argv[]) {

 char* file = argv[1];

 int fd;

 struct flock lock;

 printf("opening %s\n", file);

 /* Открытие файла. */

 fd = open(file, O_WRONLY);

 printf("locking\n");

 /* инициализация структуры flock. */

 memset(&lock, 0, sizeof(lock));

 lock.l_type = F_WRLCK;

 /* Установка блокировки записи. */

 fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);

 printf("locked; hit Enter to unlock... ");

 /* Ожидание нажатия клавиши . */

 getchar();

 printf("unlocking\n");

 /* Снятие блокировки. */

 lock.l_type = F_UNLCK;

 fcntl(fd, F_SETLKW, &lock);

 close(fd);

 return 0;

}

Скомпилируйте программу и запустите ее с каким-нибудь тестовым файлом, скажем, /tmp/test-file:

% cc -o lock-file lock-file.с

% touch /tmp/test-file

% ./lock-file /tmp/test-file

opening /tmp/test-file

locking

locked; hit Enter to unlock...

Теперь откройте другое окно и вызовите программу еще раз с тем же файлом:

% ./lock-file /tmp/test-file

opening /tmp/test-file

locking

Пытаясь поставить блокировку на файл, программа сама окажется заблокированной. Вернитесь в первое окно и нажмите :

unlocking

В результате программа, запущенная во втором окне, немедленно продолжит свою работу. Если необходимо, чтобы функция fcntl() не переходила в режим ожидания в случае, когда блокировку поставить невозможно, задайте в качестве кода операции константу F_SETLCK, а не F_SETLKW. Если функция обнаружит, что запрашиваемый файл уже заблокирован, она немедленно вернет -1.

В Linux имеется системный вызов flock(), также реализующий операцию блокирования файла. Но у функции fcntl() есть большое преимущество: она работает с файловыми системами NFS[28] (при условии, что сервер NFS имеет относительно недавнюю версию и сконфигурирован правильно). Так что. имея доступ к двум компьютерам, которые монтируют одну и ту же файловую систему через NFS, можно повторить показанный выше пример на двух разных машинах.

8.4. Функции fsync() и fdatasync(): очистка дисковых буферов

В большинстве операционных систем при записи в файл данные не передаются на диск немедленно. Вместо этого операционная система помещает их в резидентный кэш-буфер с целью сокращения числа обращений к диску и повышения оперативности программы. Когда буфер заполнится или произойдет какое-нибудь другое событие (например, истечет определенный промежуток времени), система запишет содержимое буфера на диск в ходе одной непрерывной операции.

В Linux тоже поддерживается такой тип кэширования. Обычно он способствует существенному повышению производительности. Но он же делает ненадежными программы, зависящие от целостности дисковых данных. Если система внезапно выйдет из строя, например вследствие сбоя ядра или отключения питания, любые данные, находящиеся в памяти и еще не записанные на диск, будут потеряны.

Предположим, создается программа обработки транзакций, которая ведет журнальный файл. В этот файл помещаются записи обо всех транзакциях, завершившихся на данный момент, чтобы в случае системного сбоя можно было восстановить целостность данных. Очевидно, не менее важна и целостность самого журнального файла: как только транзакция завершена, запись о ней должна быть немедленно занесена в дисковый файл.

Для реализации такого поведения ОС Linux предоставляет системный вызов fsync(). Эта функция принимает один аргумент — дескриптор записываемого файла — и принудительно переносит на диск все данные этого файла, находящиеся в кэш-буфере. Функция не завершается до тех пор, пока данные не окажутся на диске.

В листинге 8.3 показана функция, использующая данный системный вызов. Она записывает переданную ей строку в журнальный файл.

Листинг 8.3. (write_journal_entry.c) Запись строки в журнальный файл с последующей синхронизацией

#include

#include

#include

#include

#include