在多进程对同一个文件进行读写访问时，为了保证数据的完整性，有事需要对文件进行锁定。可以通过fcntl()函数对文件进行锁定和解锁。

1. fcntl

1.1 功能描述：根据文件描述词来操作文件的特性。

1.2 用法：

int fcntl(int fd, int cmd); 
int fcntl(int fd, int cmd, long arg); 
int fcntl(int fd, int cmd, struct flock *lock); 

fd：文件描述词。 
cmd：操作命令。 
arg：供命令使用的参数，是否需要arg参数跟cmd命令有关。 
lock：锁信息。

2. 读写锁实例

新建两个文件，源码如下2.1、2.2所示。

2.1 给文件加读锁

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv [ ])
{
    int fd = open("test.c", O_RDONLY);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open failed:");
        return -1;
    }
    struct stat sta;
    fstat(fd,&sta);

    struct flock lock;   
    lock.l_len = sta.st_size;
    lock.l_pid = getpid();
    lock.l_start = 0;
    lock.l_type = F_RDLCK;
    lock.l_whence = SEEK_SET;

    printf("进程pid: %d\n",lock.l_pid);

    if(fcntl(fd,F_SETLK,&lock) == -1)
    {
        perror("fcntl fail ");
        return -1;
    }
    else
    {
        printf("add read lock success!\n");
    }

    sleep(10);
    close(fd);
    return 0;    
}

2.2 给文件加写锁

#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, const char * argv [ ])
{
    int fd = open("test.c", O_WRONLY);
    if (fd == -1)
    {
        perror("open failed:");
        return -1;
    }
    struct stat sta;
    fstat(fd,&sta);

    struct flock lock;   
    lock.l_len = sta.st_size;
    lock.l_pid = getpid();
    lock.l_start = 0;
    lock.l_type = F_WRLCK;
    lock.l_whence = SEEK_SET;

    printf("进程pid: %d\n",lock.l_pid);

    while(fcntl(fd,F_SETLK,&lock) == -1 )
    {
        perror("fcntl:");
        sleep(1);
        struct flock lock_1;
        lock_1 = lock;
        lock_1.l_type = F_WRLCK;  //
        fcntl(fd,F_GETLK,&lock_1);//获取文件锁状态，及加锁（lock_1.l_type）能否成功
        switch(lock_1.l_type)
        {
            case F_RDLCK:
                printf("检测到读锁 pid = %d \n",lock_1.l_pid);
                break;
            case F_WRLCK:
                printf("检测到写锁 pid = %d \n",lock_1.l_pid);
                break;
            case F_UNLCK:
                printf("检测到已解锁.pid = %d \n",lock_1.l_pid);
        }
    }
    printf("写锁设置成功\n");
    getchar();
    close(fd);
    return 0;    
}
/*
注意：
1、fcntl(fd,F_GETLK,&lock_1)中的lock_1必须进行初始化，并且lock_1.l_type必须设置为相应的锁，才能确定能否加锁成功，及不成功的原因。
2、GETLK时，fcntl先检测有没有能阻止本次加锁的锁，如果有，则覆盖flock结构体（lock_1）的信息。如果没有，则置lock_1.l_type 的类型为F_UNLCK。
*/

对于写锁（F_WRLCK 独占锁），只有一个进程可以在文件的任一特定区域上享有独占锁。
对于读锁(F_RDLCK 共享锁)，许多不同的进程可以同时拥有文件上同一区域上的共享锁。为了拥有共享锁，文件必须以读或者读/写的方式打开。只要任一进程拥有共享锁，那么其他进程就无法再获得独占锁。

分别编译执行：

3. 先执行读锁，再执行写锁。结果如下：

liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./readlock.out 
进程pid: 16458
add read lock success!

liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./writelock.out 
进程pid: 16459
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到读锁 pid = 16458 
fcntl:: Resource temporarily unavailable
检测到已解锁.pid = 16459 
写锁设置成功

可以看出，当文件被读锁占用时，无法添加写锁（独占锁）

4. 先运行写锁，再运行读锁的话，结果如下：

liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./writelock.out 
进程pid: 16349
写锁设置成功

liu@ubuntu:~/learn/lrn_linux$ ./readlock.out 
进程pid: 16350
fcntl fail : Resource temporarily unavailable

所以，加锁是成功的。