如何在Linux中文件锁定 Linux flock并发控制

flock是Linux中用于文件锁的工具，通过文件描述符实现共享锁与独占锁，可防止多进程访问文件时的数据竞争。使用exec打开文件描述符并结合flock命令，可在Shell脚本中实现非阻塞或超时等待的加锁机制，适用于防止脚本重复运行、读写互斥等场景，锁在进程退出或文件描述符关闭时自动释放，无需对锁文件进行实际读写操作。

在Linux中处理多个进程同时访问同一个文件时，容易出现数据竞争或文件损坏问题。为避免这种情况，可以使用文件锁机制进行并发控制。其中，flock 是一个简单而有效的工具，用于实现文件级别的锁定，支持共享锁和独占锁，适用于Shell脚本或程序中协调进程行为。

什么是 flock？

flock 是Linux系统提供的一个命令行工具，也可以通过系统调用（flock()）在程序中使用，它基于文件描述符对文件加锁。flock支持两种锁类型：

• 独占锁（Exclusive Lock）：通常由一个写进程持有，阻止其他进程获取共享或独占锁。
• 共享锁（Shared Lock）：多个读进程可以同时持有，但不能与独占锁共存。

这种机制适合用于脚本中防止重复执行、日志写入冲突、定时任务并发等问题。

如何在Shell脚本中使用 flock 命令

最常见的方式是使用 flock 命令配合文件描述符来加锁执行关键代码段。基本语法如下：

示例：防止脚本重复运行

说明：

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• exec 9> "$LOCKFILE"：将文件描述符9重定向到锁文件，不写内容，仅用于加锁。
• flock -n 9：尝试非阻塞获取文件描述符9上的独占锁。如果无法获取，立即返回失败。
• 锁在文件描述符关闭或进程退出时自动释放。

flock 的常用选项

flock 提供多个选项控制锁的行为：

• -n, --nb：非阻塞模式。如果拿不到锁，立即退出，不等待。
• -x, --exclusive：获取独占锁（默认）。
• -s, --shared：获取共享锁，适用于读操作。
• -w, --timeout N：最多等待N秒获取锁。
• -u, --unlock：手动释放锁。

示例：带超时的锁等待

共享锁的使用场景

当多个进程需要同时读取某个资源，但写入时需互斥，可以使用共享锁。

注意：共享锁要求文件可读，因此使用 exec 9< 打开为读模式。

基本上就这些。flock 简单可靠，适合大多数脚本级的并发控制需求，不需要复杂逻辑。只要确保使用文件描述符正确加锁，并在关键段外不持有锁，就能有效避免竞争。不复杂但容易忽略的是：锁文件本身不需要做任何读写，它的存在只是为了提供一个加锁的句柄。

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