文件锁如何工作？

我一直在尝试使用FileLock获得对文件的独占访问权限，以便：

• 删除它
• 重命名它
• 写信给它

因为在 Windows 上（至少），您似乎无法删除、重命名或写入已在使用的文件。我写的代码看起来像这样：

import java.io.File;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.nio.channels.FileLock;

public abstract class LockedFileOperation {

    public void execute(File file) throws IOException {

        if (!file.exists()) {
            throw new FileNotFoundException(file.getAbsolutePath());
        }

        FileChannel channel = new RandomAccessFile(file, "rw").getChannel();

        try {
            // Get an exclusive lock on the whole file
            FileLock lock = channel.lock();

            try {
                doWithLockedFile(file);
            } finally {
                lock.release();
            }
        } finally {
            channel.close();
        }
    }

    public abstract void doWithLockedFile(File file) throws IOException;
}

以下是一些演示该问题的单元测试。您需要在类路径上安装 Apache commons-io 才能运行第三个测试。

import java.io.File;
import java.io.IOException;

import junit.framework.TestCase;

public class LockedFileOperationTest extends TestCase {

    private File testFile;

    @Override
    protected void setUp() throws Exception {

        String tmpDir = System.getProperty("java.io.tmpdir");
        testFile = new File(tmpDir, "test.tmp");

        if (!testFile.exists() && !testFile.createNewFile()) {
            throw new IOException("Failed to create test file: " + testFile);
        }
    }

    public void testRename() throws IOException {
        new LockedFileOperation() {

            @Override
            public void doWithLockedFile(File file) throws IOException {
                if (!file.renameTo(new File("C:/Temp/foo"))) {
                    fail();
                }
            }
        }.execute(testFile);
    }

    public void testDelete() throws IOException {
        new LockedFileOperation() {

            @Override
            public void doWithLockedFile(File file) throws IOException {
                if (!file.delete()) {
                    fail();
                }
            }
        }.execute(testFile);
    }

    public void testWrite() throws IOException {
        new LockedFileOperation() {

            @Override
            public void doWithLockedFile(File file) throws IOException {
                org.apache.commons.io.FileUtils.writeStringToFile(file, "file content");
            }
        }.execute(testFile);
    }
}

所有测试均未通过。前两个失败，最后一个抛出此异常：

java.io.IOException: The process cannot access the file because another process has locked a portion of the file
    at java.io.FileOutputStream.writeBytes(Native Method)
    at java.io.FileOutputStream.write(FileOutputStream.java:247)
    at org.apache.commons.io.IOUtils.write(IOUtils.java:784)
    at org.apache.commons.io.IOUtils.write(IOUtils.java:808)
    at org.apache.commons.io.FileUtils.writeStringToFile(FileUtils.java:1251)
    at org.apache.commons.io.FileUtils.writeStringToFile(FileUtils.java:1265)

似乎是lock()方法在文件上加锁，然后阻止我重命名/删除/写入它。我的假设是锁定文件将使我能够独占访问该文件，因此我可以重命名/删除/写入它，而不必担心是否有任何其他进程也在访问它。

要么是我误会FileLock或者这不是解决我的问题的合适方法。

有关另一个进程的消息仅意味着您系统上的某个进程打开了该文件。它实际上并不检查该进程是否与尝试删除/重命名文件的进程相同。在这种情况下，同一程序打开了该文件。您已打开它以获取锁。这里的锁几乎没有价值，特别是当您执行删除或重命名操作时。

要执行您想要的操作，您需要锁定目录条目。这在 Java 中不可用，在 Windows 中也可能不可用。这些（删除和插入）操作是原子操作。这意味着操作系统会为您锁定目录和其他文件系统结构。如果另一个进程（或您自己的进程）打开了该文件，那么这些操作将失败。如果您尝试以独占方式锁定文件（目录项），而另一个进程（或您自己的进程）打开了该文件，则锁定将失败。没有什么区别，但尝试执行锁定只会使操作变得复杂，并且在这种情况下，会使操作变得不可能（即，在尝试执行操作之前文件总是打开的）。

现在写入文件是一个有效的锁定操作。锁定要写入的文件或文件的一部分，然后它就会起作用。在 Windows 上，此锁定机制是强制性的，因此另一个打开/文件描述符将无法写入锁定下的任何部分。

EDIT

根据 JavaDoc 上FileChannel.lock，这与调用相同FileChannel.lock(0L, Long.MAXVALUE, false)。这是从第一个字节到最后一个字节的区域的独占锁。

其次，根据JavaDocFileLock

锁是否实际上阻止另一个程序访问锁定区域的内容取决于系统，因此未指定。某些系统的本机文件锁定功能仅仅是建议性的，这意味着程序必须协同遵守已知的锁定协议才能保证数据完整性。在其他系统上，本机文件锁是强制性的，这意味着如果一个程序锁定文件的某个区域，那么实际上会阻止其他程序以违反锁定的方式访问该区域。在其他系统上，本机文件锁是建议性的还是强制的，都可以根据每个文件进行配置。为了确保跨平台行为一致且正确，强烈建议将此 API 提供的锁用作咨询锁.

EDIT

For the testWrite方法。关于公共 I/O 静态方法的 JavaDoc 很稀疏，但说“将字符串写入创建文件的文件，如果它不存在......”并且因为此方法需要一个File它可能在内部打开文件，而不是打开的流。可能它没有以共享访问方式打开文件，也没有以追加访问方式打开文件。这意味着现有的打开和锁定（您打开以获取从中获取锁定的通道）正在阻止该使用。要了解更多信息，您需要获取该方法的源代码并查看它正在做什么。

EDIT

抱歉，我纠正了。我检查了 Windows API，发现文件锁定在 Windows 上是强制的。这就是写入失败的原因。第一个打开（您的new RandomAccessFile) 并且 lock 已锁定文件。打开写入字符串成功，但写入失败，因为另一个打开（文件描述符）在强制排它锁下拥有文件的完整范围 - 也就是说，在释放锁之前，没有其他文件描述符可以写入该文件。

请注意，锁定与文件描述符相关联NOT进程或线程。