golang下文件锁的使用[通俗易懂]
大家好，又见面了，我是你们的朋友全栈君。
前言
题目是golang下文件锁的使用，但本文的目的其实是通过golang下的文件锁的使用方法，来一窥文件锁背后的机制。
为什么需要文件锁
只有多线程/多进程这种并发场景下读写文件，才需要加锁，
场景1-读写并发
读写并发场景下，如果不加锁，就会出现读到脏数据的情况。想象一下，读文件的进程，读到第500字节，有其它进程以覆盖写的方式向文件中写入1000字节，那读进程读到的后500字节就是脏数据。
场景2-写写并发
写写并发场景下，如果不加锁，假设A进程先写0-1000字节，B进程写0-900字节，以此类推，最后一个进程写0-100字节，那最终的文件内容就是每个进程前100个字节拼接起来的错乱的内容了。
文件锁的几个概念
共享锁
共享锁，也叫读锁。某个进程首次获取共享锁后，会生成一个锁类型的变量L，类型标记为共享锁。其它进程获取读锁的时候，L中的计数器加1，表示又有一个进程获取到了共享锁。这个时候如果有进程来获取排它锁，会获取失败。
排它锁
排它锁，也叫写锁。某个进程首次获取排他锁后，会生成一个锁类型的变量L，类型标记为排他锁。其它进程获取任何类型的锁的时候，都会获取失败。
阻塞
阻塞的意思是说，新的进程发现当前的文件（数据）被加锁后，会一直处于等待状态，直到锁被释放，才会继续下一步的行为。
非阻塞
非阻塞的意思是说，新的进程发现当前的文件（数据）被加锁后，立即返回异常。业务上需要根据具体的业务场景对该异常进行处理。
阻塞和非阻塞其实是进程遇到锁的时候的两种处理模式。
golang下如何使用文件锁
基本使用
package main
import (
"log"
"os"
"syscall"
)
func main() {
f, err := os.Create("example.txt")
if err != nil {
log.Println("create file example.txt failed", err)
}
defer f.Close()
// 非阻塞模式下，加共享锁
if err := syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_SH|syscall.LOCK_NB); err != nil {
log.Println("add share lock in no block failed", err)
}
// 这里进行业务逻辑
// TODO
// 解锁
if err := syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_UN); err != nil {
log.Println("unlock share lock failed", err)
}
return
}示例中 LOCK_SH 表示当前获取的是共享锁，如果是 LOCK_EX，则表示获取的是排他锁。而 LOCK_NB 表示当前获取锁的模式是非阻塞模式，如果需要阻塞模式，不加这个参数即可。LOCK_UN 则表示解锁，即释放锁。
golang 下这种文件锁的使用方式其实是Linux下的系统级调用，使用的是Linux的原生的文件锁的相关能力。
使用flock的几个注意点
1、只要fd指向的是同一个文件指针，那么加锁解锁的行为都是继承和覆盖的（这个可以看最后的解释）。
2、flock这种方式加的是建议性锁，也就是说新的进程一上来不管三七二十一，不去通过flock获取锁，就对文件各种操作，也是可以正常生效的。
说一说Linux下面的flock和fcntl
和flock一样，fcntl也是系统级调用，但是在具体的使用上却有很大不用，并且两种锁互不干扰，用flock加锁，fcntl无法感知，反之也一样。
建议性锁和强制锁
flock加的是建议性锁，而fcntl加的是强制性锁。
建议性锁，本质是一种协议，约定读写操作前都去检查一下该文件是否有被其它进程加锁。如果不遵守该协议，一上来就对文件进行操作，不检查有没有锁，程序执行上是没有任何问题的，能执行成功。
强制性锁，才更像真正意义上的锁。只要加了锁，其它进程是无法执行非允许的操作的。
其实一些利用redis做的分布式锁，都是建议性锁。锁机的机制要生效，需要大家共同遵守这个约定才行。
全局锁和局部锁
对于一个文件，flock加锁的范围是整个文件内容，而fcntl能对文件的任意部分加锁。
锁的持有者问题
flock认为，锁的持有者是文件表（可以理解为文件指针），所以对于fork和dup操作，他们都对应同一个文件指针，所有的操作都会作用到这个文件上。具体表现：
- A进程加锁，A的子进程进程可以解锁，新的操作会覆盖之前的操作
- A进程加锁，A进程复制fd，仍然是可以通过新的fd操作文件锁，新的操作会覆盖之前的操作
fcntl 认为，锁的持有者是进程。加锁和解锁的行为都是跟着进程走，具体表现为：
- A进程加锁，B进程得等A进程消亡或者解锁才能加锁
参考
[2] Linux文件锁学习-flock, lockf, fcntl
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