接上一篇：linux_信号量函数系列-信号量实现生产者消费者模型-sem_init函数-sem_wait函数-sem_post函数-sem_trywait函数
今天来分析进程锁和线程锁，进程锁需要用到pthread_mutexattr_init函数、pthread_mutexattr_destroy函数、pthread_mutexattr_setpshared函数，而文件锁则需要用到fcntl函数，话不多说，开始上菜：
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1.互斥量mutex–进程锁
进程间也可以使用互斥锁，来达到同步的目的。但应在pthread_mutex_init初始化之前，修改其属性为进程间共享。mutex的属性修改函数主要有以下几个。
pthread_mutexattr_t mattr 类型： 用于定义mutex锁的【属性】
1.1.pthread_mutexattr_init函数
函数作用：
初始化一个mutex属性对象。
头文件：
#include <pthread.h>
函数原型：
int pthread_mutexattr_init(pthread_mutexattr_t *attr);
函数参数：
attr：需要初始化的mutex属性对象
返回值：
成功：返回0；
失败：返回非0。
注意：
1.2.pthread_mutexattr_destroy函数
函数作用：
销毁mutex属性对象 (而非销毁锁)。
头文件：
#include <pthread.h>
函数原型：
int pthread_mutexattr_destroy(pthread_mutexattr_t *attr);
函数参数：
attr：需要销毁的mutex属性对象
返回值：
成功：返回0；
失败：返回非0
注意：
1.3.pthread_mutexattr_setpshared函数
函数作用：
修改mutex属性。
头文件：
#include <pthread.h>
函数原型：
int pthread_mutexattr_setpshared(pthread_mutexattr_t *attr, int pshared);
函数参数：
attr：mutex属性对象
pshared：可设置为进程锁还是线程锁
线程锁取值：PTHREAD_PROCESS_PRIVATE (mutex的默认属性即为线程锁，进程间私有)
进程锁取值：PTHREAD_PROCESS_SHARED
返回值：
成功：返回0；
失败：返回非0
1.4.进程间mutex示例
进程间使用mutex来实现同步，代码如下：
#include <fcntl.h>
#include <pthread.h>
#include <sys/mman.h>
#include <sys/wait.h>
struct mt {
int num;
pthread_mutex_t mutex;
pthread_mutexattr_t mutexattr;
};
int main(void)
{
int fd, i;
struct mt *mm;
pid_t pid;
fd = open("mt_test", O_CREAT | O_RDWR, 0777);
ftruncate(fd, sizeof(*mm));
mm = mmap(NULL, sizeof(*mm), PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
close(fd);
unlink("mt_test");
memset(mm, 0, sizeof(*mm));
pthread_mutexattr_init(&mm->mutexattr); //初始化mutex属性对象
pthread_mutexattr_setpshared(&mm->mutexattr, PTHREAD_PROCESS_SHARED); //修改属性为进程间共享
pthread_mutex_init(&mm->mutex, &mm->mutexattr); //初始化一把mutex琐
pid = fork();//创建子进程
if (pid == 0)
{
//子进程
for (i = 0; i < 15; i++)
{
pthread_mutex_lock(&mm->mutex);//加锁
(mm->num)++;//修改共享资源
printf("-child----num++ %d\n", mm->num);
pthread_mutex_unlock(&mm->mutex);//解锁
sleep(1);
}
}
else if (pid > 0)
{
for ( i = 0; i < 15; i++)
{
sleep(1);
pthread_mutex_lock(&mm->mutex);//加锁
mm->num += 2;//修改共享资源
printf("-parent---num+=2 %d\n", mm->num);
pthread_mutex_unlock(&mm->mutex);//解锁
}
wait(NULL);//等待回收子进程
}
pthread_mutexattr_destroy(&mm->mutexattr); //销毁mutex属性对象
pthread_mutex_destroy(&mm->mutex); //销毁mutex
munmap(mm,sizeof(*mm)); //释放映射区
return 0;
}
2.文件锁
借助 fcntl函数来实现锁机制。 操作文件的进程没有获得锁时，可以打开，但无法执行read、write操作。
fcntl函数： 获取、设置文件访问控制属性。
int fcntl(int fd, int cmd, … /* arg */ );
参2：
F_SETLK (struct flock *) 设置文件锁（trylock）
F_SETLKW (struct flock *) 设置文件锁（lock）W --> wait
F_GETLK (struct flock *) 获取文件锁
参3：
struct flock {
…
short l_type; 锁的类型：F_RDLCK 、F_WRLCK 、F_UNLCK
short l_whence; 偏移位置：SEEK_SET、SEEK_CUR、SEEK_END
off_t l_start; 起始偏移：1000
off_t l_len; 长度：0表示整个文件加锁
pid_t l_pid; 持有该锁的进程ID：(F_GETLK only)
…
};
2.1.进程间文件锁示例
多个进程对加锁文件进行访问，代码如下：
#include <stdio.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
void sys_err(char *str)
{
perror(str); exit(1);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
int fd;
struct flock f_lock;
if (argc < 2)
{
printf("./a.out filename\n"); exit(1);
}
if ((fd = open(argv[1], O_RDWR)) < 0)
sys_err("open");
//f_lock.l_type = F_WRLCK; /*选用写琐*/
f_lock.l_type = F_RDLCK; /*选用读琐*/
f_lock.l_whence = SEEK_SET;
f_lock.l_start = 0;
f_lock.l_len = 0; /* 0表示整个文件加锁 */
fcntl(fd, F_SETLKW, &f_lock);
printf("get flock\n");
sleep(10);
f_lock.l_type = F_UNLCK;
fcntl(fd, F_SETLKW, &f_lock);
printf("un flock\n");
close(fd); return 0;
}
依然遵循“读共享、写独占”特性。但！如若进程不加锁直接操作文件，依然可访问成功，但数据势必会出现混乱。
问：多线程中，可以使用文件锁吗？
答：多线程间共享文件描述符，而给文件加锁，是通过修改文件描述符所指向的文件结构体中的成员变量来实现的。因此，多线程中无法使用文件锁。
以上就是本次的分享了，希望对大家有所帮助，欢迎关注博主一起学习更多的新知识！