flock 是 Linux/Unix 系統(tǒng)中的一個(gè)命令，用于實(shí)現(xiàn)文件級(jí)別的鎖定。它允許你在多個(gè)進(jìn)程之間共享對(duì)文件的訪問(wèn)，但確保在同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程可以訪問(wèn)文件，避免競(jìng)態(tài)條件（race conditions）和數(shù)據(jù)不一致問(wèn)題。

flock的基本概念

flock（file lock）是文件鎖的實(shí)現(xiàn)，它使用文件描述符來(lái)鎖定文件。通過(guò) flock，你可以在同一時(shí)間內(nèi)對(duì)一個(gè)文件加鎖，使得只有一個(gè)進(jìn)程能訪問(wèn)該文件。其他進(jìn)程嘗試訪問(wèn)時(shí)會(huì)等待或者直接失敗，具體行為取決于鎖的模式。

flock 既支持 共享鎖（多個(gè)進(jìn)程可以讀取文件）也支持 排它鎖（只有一個(gè)進(jìn)程可以寫(xiě)入文件）。

flock的使用場(chǎng)景

1. 防止多個(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行同一任務(wù)：常用于任務(wù)調(diào)度中，確保某個(gè)任務(wù)在同一時(shí)間內(nèi)只有一個(gè)實(shí)例在運(yùn)行。
2. 同步進(jìn)程訪問(wèn)共享資源：當(dāng)多個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)共享文件或資源時(shí)，使用 flock 可以避免同時(shí)修改文件而引發(fā)的競(jìng)態(tài)條件。
3. 鎖定配置文件或日志文件：確保同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程可以修改或?qū)懭肴罩疚募?、配置文件等?/li>

flock的命令格式

flock [options] <file> <command>

• <file>：要鎖定的文件。它是一個(gè)普通文件，可以是一個(gè)空文件，也可以是一個(gè)日志文件或其他進(jìn)程共享的文件。
• <command>：要執(zhí)行的命令。如果命令執(zhí)行成功，flock 會(huì)自動(dòng)釋放文件鎖。

flock的常用選項(xiàng)

• -n 或 --nonblock：非阻塞模式。如果文件已經(jīng)被鎖定，flock 不會(huì)等待鎖的釋放，而是立即退出并返回錯(cuò)誤。
• -x 或 --exclusive：排他鎖。只有一個(gè)進(jìn)程可以獲得文件鎖，其他進(jìn)程必須等待直到鎖被釋放。
• -s 或 --shared：共享鎖。多個(gè)進(jìn)程可以獲得共享鎖，通常用于讀取文件，不會(huì)阻止其他進(jìn)程對(duì)文件進(jìn)行共享讀取。
• -w <timeout> 或 --wait <timeout>：等待指定的時(shí)間（單位：秒），如果超時(shí)則退出。這個(gè)選項(xiàng)適用于阻塞模式，在獲取鎖時(shí)設(shè)置最大等待時(shí)間。
• -u 或 --unlock：顯式釋放鎖。

flock的工作模式

flock 可以以兩種方式工作：

1. 阻塞模式（默認(rèn)）：如果文件已經(jīng)被鎖定，flock 會(huì)等待鎖釋放，然后執(zhí)行命令。
2. 非阻塞模式：如果文件已經(jīng)被鎖定，flock 會(huì)立即退出，不會(huì)等待鎖釋放。

flock示例

示例 1：在crontab中確保同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程運(yùn)行

假設(shè)你有一個(gè) Python 腳本，且你希望確保這個(gè)腳本每分鐘執(zhí)行一次，但如果上一個(gè)實(shí)例正在運(yùn)行，則跳過(guò)當(dāng)前的執(zhí)行。

你可以在 crontab 中結(jié)合 flock 來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)：

* * * * * /usr/bin/flock -n /tmp/my_task.lockfile /usr/bin/python3 /path/to/your/script.py

解釋?zhuān)?/p>

• /usr/bin/flock -n /tmp/my_task.lockfile：嘗試獲取 /tmp/my_task.lockfile 文件的鎖。如果該文件已經(jīng)被鎖定（即其他進(jìn)程正在運(yùn)行），則不等待直接退出。
• /usr/bin/python3 /path/to/your/script.py：要執(zhí)行的 Python 腳本。

這種方式確保了每分鐘執(zhí)行一次腳本，但如果上一個(gè)腳本實(shí)例還在運(yùn)行，新任務(wù)會(huì)因無(wú)法獲得鎖而跳過(guò)。

示例 2：用flock來(lái)控制任務(wù)

假設(shè)你有一個(gè)任務(wù)需要寫(xiě)入日志文件，并且你希望確保在同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程能訪問(wèn)這個(gè)文件進(jìn)行寫(xiě)入。你可以使用 flock 來(lái)鎖定該文件。

flock /tmp/my_task.lockfile echo "任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行 $(date)" >> /path/to/logfile.log

解釋?zhuān)?/p>

• flock /tmp/my_task.lockfile：對(duì) /tmp/my_task.lockfile 文件加鎖。
• echo "任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行 $(date)" >> /path/to/logfile.log：將任務(wù)執(zhí)行的日志寫(xiě)入 /path/to/logfile.log 文件。

如果有多個(gè)進(jìn)程嘗試執(zhí)行這個(gè)命令，它們會(huì)先后獲取鎖，確保不會(huì)同時(shí)寫(xiě)入日志文件。

示例 3：在 Bash 腳本中使用flock

你可以將 flock 集成到你的 Bash 腳本中，確保某些操作只在一個(gè)進(jìn)程中運(yùn)行：

#!/bin/bash

# 獲取文件鎖
(
  flock -n 200 || exit 1  # 如果文件已經(jīng)被鎖定，退出腳本
  echo "任務(wù)正在執(zhí)行..."  # 任務(wù)執(zhí)行的邏輯
  sleep 60  # 模擬任務(wù)的執(zhí)行過(guò)程
) 200>/tmp/my_task.lockfile

解釋?zhuān)?/p>

• flock -n 200：對(duì)文件描述符 200 加鎖。文件描述符 200 綁定到 /tmp/my_task.lockfile 文件。
• || exit 1：如果文件已被鎖定，退出腳本。
• 文件鎖是基于文件描述符的，因此你需要將文件描述符與一個(gè)實(shí)際的文件（如 /tmp/my_task.lockfile）關(guān)聯(lián)起來(lái)。

示例 4：阻塞模式與超時(shí)模式

flock -w 10 /tmp/my_task.lockfile echo "任務(wù)開(kāi)始執(zhí)行"

這個(gè)命令將等待最多 10 秒，如果在這段時(shí)間內(nèi)無(wú)法獲得鎖，它將退出并返回錯(cuò)誤。

總結(jié)

• flock 是一個(gè)用于在 Linux/Unix 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)文件鎖定的命令，常用于確保同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程執(zhí)行某個(gè)任務(wù)。
• 通過(guò) flock，你可以在多個(gè)進(jìn)程之間進(jìn)行同步，避免競(jìng)態(tài)條件。
• 它支持阻塞模式（默認(rèn)）和非阻塞模式，可以在 crontab 中使用，確保同一任務(wù)不會(huì)同時(shí)執(zhí)行。
• 你可以在腳本中使用 flock 通過(guò)鎖定文件來(lái)控制資源的訪問(wèn)，避免多個(gè)進(jìn)程同時(shí)修改文件或執(zhí)行任務(wù)。

這種方法對(duì)于需要避免重復(fù)執(zhí)行的定時(shí)任務(wù)、日志文件的寫(xiě)入等場(chǎng)景非常有效。

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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