当多个进程共同使用，操作一个文件的时候，可以通过采用给文件上锁的的方法，来避免共享的资源产生竞争的状态。
在linux中，实现文件上锁的函数有lock和fcntl。
fcntl可以对文件施加建议性锁，强制锁和记录锁。
1.建议锁又称协同锁。对于这种类型的锁，内核只是提供加减锁以及检测是否加锁的操作，但是不提供锁的控制与协调工作。也就是说，如果应用程序对某个文件进行操作时，没有检测是否加锁或者无视加锁而直接向文件写入数据，内核是不会加以阻拦控制的。因此，建议锁，不能阻止进程对文件的操作，而只能依赖于大家自觉的去检测是否加锁然后约束自己的行为。
2.强制锁，是OS内核的文件锁。每个对文件操作时，例如执行open、read、write等操作时，OS内部检测该文件是否被加了强制锁，如果加锁导致这些文件操作失败。也就是内核强制应用程序来遵守游戏规则。
3.记录锁，即对文件的一部分进行加锁操作。记录锁又可分为读取锁和写入锁，其中读取锁又称为共享锁，它能够使多个进程都能在文件的同一部分建立读取锁；而写入锁又称排斥锁，在任何时刻只能有一个进程在文件的某个部分上建上写入锁。当然，在文件的同一部分不能同时建立读取锁和写入锁。
fcntl函数语法：
#include <fcntl.h>
int fcntl(int fd,int cmd,struct flock * lock);
fcntl()用来操作文件描述符的一些特性。参数fd代表欲设置的文件描述词，参数cmd代表欲操作的指令。
有以下几种情况:
F_DUPFD用来查找大于或等于参数arg的最小且仍未使用的文件描述词，并且复制参数fd的文件描述词。执行成功则返回新复制的文件描述词。请参考dup2()。
F_GETFD取得close-on-exec旗标。若此旗标的FD_CLOEXEC位为0，代表在调用exec()相关函数时文件将不会关闭。
F_SETFD 设置close-on-exec 旗标。该旗标以参数arg 的FD_CLOEXEC位决定。
F_GETFL 取得文件描述词状态旗标，此旗标为open（）的参数flags。
F_SETFL 设置文件描述词状态旗标，参数arg为新旗标，但只允许O_APPEND、O_NONBLOCK和O_ASYNC位的改变，其他位的改变将不受影响。
F_GETLK 取得文件锁定的状态。
F_SETLK 设置文件锁定的状态。此时flcok 结构的l_type 值必须是F_RDLCK、F_WRLCK或F_UNLCK。如果无法建立锁定，则返回-1，错误代码为EACCES 或EAGAIN。
F_SETLKW F_SETLK 作用相同，但是无法建立锁定时，此调用会一直等到锁定动作成功为止。若在等待锁定的过程中被信号中断时，会立即返回-1，错误代码为EINTR。
参数lock指针为flock 结构指针，定义如下
struct flcok {
short int l_type;
short int l_whence;
off_t l_start;
off_t l_len;
pid_t l_pid;
};
l_type 有三种状态:
F_RDLCK 建立一个供读取用的锁定
F_WRLCK 建立一个供写入用的锁定
F_UNLCK 删除之前建立的锁定
l_whence 也有三种方式:
SEEK_SET 以文件开头为锁定的起始位置。
SEEK_CUR 以目前文件读写位置为锁定的起始位置
SEEK_END 以文件结尾为锁定的起始位置。
返回值 成功则返回0，若有错误则返回-1，错误原因存于errno.
程序:
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/file.h>
/*
函数功能：给某个文件上锁
函数形参：文件描述符fd, 锁类型type
*/
void Lock_Set(int fd, int type)
{
struct flock lock; //锁结构体lock
lock.l_whence = SEEK_SET; //给lock赋值
lock.l_start = 0;
lock.l_len = 0;
while(1)
{
lock.l_type = type;
if( (fcntl(fd, F_SETLK, &lock)) == 0) //根据type类型给文件上锁或解锁
{
if(lock.l_type == F_RDLCK) //判断上锁类型
printf("read lock set by %d", getpid());
else if(lock.l_type == F_WRLCK)
printf("write lock set by %d", getpid());
else if(lock.l_type = F_UNLCK)
printf("release lock by %d", getpid());
return; //上锁成功后返回
}
fcntl(fd, F_GETLK, &lock); //获得文件锁定状态，赋值给lock.l_type
if(lock.l_type != F_UNLCK) //若文件处于上锁状态
{
if(lock.l_type == F_RDLCK) //判断文件锁类型
printf("read lock already set by %d", lock.l_pid);
else if(lock.l_type == F_WRLCK)
printf("write lock already set by %d", lock.l_pid);
getchar(); //等待输入
}
}
}
int main()
{
int fd;
struct flock lock; //锁结构体lock
lock.l_whence = SEEK_SET; //给lock赋值
lock.l_start = 0;
lock.l_len = 0;
fd = open("./dat", O_CREAT|O_RDWR, 0777); //打开文件dat
if(fd == -1)
{
perror("open failed/n");
exit(1);
}
Lock_Set(fd, F_WRLCK); //给文件上写入锁
getchar();
Lock_Set(fd, F_UNLCK); //给文件解锁
getchar();
close(fd);
return 0;
}
在linux中用两个终端运行观察结果如下：
终端1：
[root@localhost IO]# ./fcntl_write
write lock set by 4621
release lock by 4621
终端2： [root@localhost IO]# ./fcntl_write write lock already set by 4621 write lock already set by 4621 write lock set by 4645 release lock by 4645 可见，写入锁为排斥锁，任何时刻只能有一个。 若把main函数中Lock_Set(fd, F_WRLCK); //给文件上写入锁 改为 Lock_Set(fd, F_RDLCK); //给文件上读取锁 其他不变。 运行结果如下： 终端1： [root@localhost IO]# ./fcntl_read read lock set by 4750 release lock by 4750 终端2: [root@localhost IO]# ./fcntl_read read lock set by 4751 release lock by 4751 可见，进程4750和进程4751同时对同一文件加上了读取锁。
