golang에서 파일 잠금을 구현하는 방법

golang에서는 동기화 패키지의 API를 사용하여 파일 잠금을 구현할 수 있습니다. 파일 잠금(플록)은 전체 파일에 대한 권고 잠금입니다. 즉, 프로세스가 파일(inode)에 잠금을 설정하면 다른 프로세스가 이를 알 수 있습니다(보조 잠금은 프로세스가 파일 잠금을 따르도록 강제하지 않습니다). 호출 구문은 "syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX|syscall.LOCK_NB)"입니다.

이 튜토리얼의 운영 환경: Windows 7 시스템, GO 버전 1.18, Dell G3 컴퓨터.

Go 언어를 사용하여 일부 프로그램을 개발할 때 여러 프로세스가 동시에 동일한 파일을 작동하는 경우가 종종 발생하며 이로 인해 파일의 데이터가 쉽게 혼동될 수 있습니다. 이때 이러한 충돌의 균형을 맞추기 위해 어떤 수단을 사용해야 하는데, 파일 잠금(Flock)이 발생하게 되는데 이를 아래에서 소개하겠습니다.

Flock의 경우 가장 일반적인 예는 Nginx입니다. 프로세스가 실행된 후 현재 PID가 이 파일에 기록됩니다. 즉, 이전 프로세스가 종료되지 않은 경우 Nginx는 기록되지 않습니다. 다시 시작하므로 무리를 사용하여 프로세스가 존재하는지 감지할 수도 있습니다.

flock은 전체 파일에 대한 권고 잠금입니다. 즉, 프로세스가 파일(inode)에 잠금을 설정하면 다른 프로세스가 이를 알 수 있습니다(권고 잠금은 프로세스가 이를 준수하도록 강제하지 않습니다). 가장 좋은 점은 첫 번째 매개변수가 파일 설명자이며, 파일 설명자가 닫히면 잠금이 자동으로 해제된다는 점입니다. 프로세스가 종료되면 모든 파일 설명자가 닫힙니다. 따라서 원자 잠금 해제와 같은 사항을 고려할 필요가 없는 경우가 많습니다.

자세한 내용을 소개하기 전에 먼저 코드를 소개하겠습니다

package main
import (
    "fmt"
    "os"
    "sync"
    "syscall"
    "time"
)
//文件锁
type FileLock struct {
    dir string
    f   *os.File
}
func New(dir string) *FileLock {
    return &FileLock{
        dir: dir,
    }
}
//加锁
func (l *FileLock) Lock() error {
    f, err := os.Open(l.dir)
    if err != nil {
        return err
    }
    l.f = f
    err = syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX|syscall.LOCK_NB)
    if err != nil {
        return fmt.Errorf("cannot flock directory %s - %s", l.dir, err)
    }
    return nil
}
//释放锁
func (l *FileLock) Unlock() error {
    defer l.f.Close()
    return syscall.Flock(int(l.f.Fd()), syscall.LOCK_UN)
}
func main() {
    test_file_path, _ := os.Getwd()
    locked_file := test_file_path
    wg := sync.WaitGroup{}
    for i := 0; i < 10; i++ {
        wg.Add(1)
        go func(num int) {
            flock := New(locked_file)
            err := flock.Lock()
            if err != nil {
                wg.Done()
                fmt.Println(err.Error())
                return
            }
            fmt.Printf("output : %d\n", num)
            wg.Done()
        }(i)
    }
    wg.Wait()
    time.Sleep(2 * time.Second)
}

위 코드를 Windows 시스템에서 실행하면 다음과 같은 오류가 나타납니다.

Windows 시스템은 pid 잠금을 지원하지 않기 때문에 pid 잠금을 지원하지 않기 때문입니다. Linux 또는 Mac 시스템에서 실행해야 위 프로그램이 정상적으로 실행될 수 있습니다.

위 코드는 10개의 고루틴을 동시에 시작하는 것을 보여주지만, 프로그램 실행 중에는 단 하나의 고루틴만이 파일 잠금(Flock)을 얻을 수 있습니다. 다른 고루틴은 무리를 얻지 못한 후 예외 정보를 발생시킵니다. 이는 지정된 기간 내에 하나의 프로세스만 동일한 파일에 액세스하도록 허용하는 효과를 얻을 수 있습니다.

코드에서 파일 잠금에 대한 구체적인 호출:

syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX|syscall.LOCK_NB)

우리는 syscall.LOCK_EX, syscall.LOCK_NB를 사용했습니다. 이것은 무엇을 의미합니까?

플록은 권장 자물쇠이지 필수는 아닙니다. 한 프로세스는 Flock을 사용하여 파일을 잠그고, 다른 프로세스는 잠긴 파일을 직접 조작하고 파일의 데이터를 수정할 수 있습니다. 그 이유는 Flock은 파일이 이미 잠겨 있는지 여부를 감지하는 데만 사용되기 때문입니다. 다른 프로세스 데이터를 쓰는 경우 커널은 이 프로세스의 쓰기 작업을 차단하지 않습니다. 이는 권고 잠금의 커널 처리 전략입니다.

flock에는 세 가지 주요 작업 유형이 있습니다.

• LOCK_SH: 공유 잠금, 여러 프로세스가 동일한 잠금을 사용할 수 있으며, 종종 읽기 공유 잠금으로 사용됩니다.

• LOCK_EX: 배타적 잠금, 하나의 프로세스만 사용할 수 있습니다. 동시에 쓰기 잠금으로 자주 사용됩니다.

• LOCK_UN: 잠금을 해제합니다.

프로세스가 Flock을 사용하여 파일 잠금을 시도할 때 파일이 이미 다른 프로세스에 의해 잠긴 경우 잠금이 해제될 때까지 프로세스가 차단되거나 Flock을 호출할 때 LOCK_NB 매개변수가 사용됩니다. 파일을 잠그려고 할 때 다른 서비스에 의해 잠긴 것으로 확인되며 오류 코드 EWOULDBLOCK과 함께 오류가 반환됩니다.

Flock 잠금 해제는 매우 독특합니다. LOCK_UN 매개변수를 호출하여 파일 잠금을 해제하거나 fd를 닫아 파일 잠금을 해제할 수 있습니다(flock의 첫 번째 매개변수는 fd입니다). 이는 Flock이 프로세스를 따를 것임을 의미합니다. 닫으면 자동으로 해제됩니다.

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