Майкл Джонсон - Разработка приложений в среде Linux. Второе издание

F_SETLEASE

Аренда создается или освобождается в зависимости от значения последнего параметра, передаваемого в fcntl(); F_RDLCKсоздает аренду чтения, F_WRLCK— аренду записи, a F_UNLCKосвобождает любую аренду, которая может существовать. Если запрашивается новая аренда, она заменяет любую существующую аренду. В случае ошибки возвращается отрицательное число; ноль или положительное число свидетельствуют об успехе операции [95] Ядра предшествующих версий при успешной операции возвращает ноль либо единицу, тогда как более новые ядра всегда возвращают в данном случае ноль. В другом случае проверка на положительное или отрицательное значение работает нормально. .

F_GETLEASE

Возвращается тип аренды, существующей в настоящий момент для файла ( F_RDLCK, F_WRLCKили F_UNLCK).

Когда в арендованном файле происходит одно из контролируемых событий, ядро передает сигнал удерживающему аренду процессу. По умолчанию передается SIGIO, но процесс может выбрать, какой сигнал передавать этому файлу, с помощью вызова fcntl(), в котором второй параметр установлен в F_SETSIG, а последний — в сигнал, который должен использоваться вместо SIGIO.

Использование F_SETSIGдает один значительный эффект. По умолчанию siginfo_tне передается обработчику при доставке SIGIO. Если используется F_SETSIG, даже когда сигналом, передаваемым в ядро, является SIGIO, a SA_SIGINFOбыл установлен при регистрации обработчика сигнала, файловый дескриптор, аренда которого инициировала событие, передается в обработчик сигналов одновременно с элементом siginfo_tпо имени si_fd. Это позволяет применять отдельный сигнал к аренде множества файлов, в то время как si_fdсообщает сигналу, какому файлу необходимо уделить внимание [96] Если один сигнал используется для аренды множества файлов, убедитесь, что сигнал является сигналом реального времени, так что множество событий аренды ставятся в очередь. Если используется обычный сигнал, он может потеряться либо события аренды могут возникать через очень короткие промежутки времени. .

Единственные два системных вызова, которые могут инициировать передачу сигнала для арендуемого файла — это open()и truncate(). Когда они вызываются процессом для арендуемого файла, они блокируются [97] До тех пор пока O_NONBLOCK не будет определен как флаг open() ; в этом случае возвращается EWOULDBLOCK . , и процессу-владельцу передается сигнал, open()или truncate()завершаются после удаления аренды с файла (или его закрытия процессом-владельцем, что вызывает удаление аренды). Если процесс, удерживающий аренду, не отменяет снятие в течение времени, указанного в файле /proc/sys/fs/lease-break-time, ядро прерывает аренду и позволяет завершиться запускающему системному вызову.

Ниже приведен пример применения владений файлами для уведомления о намерении другого процесса получить доступ к файлу. Список файлов берется командной строки, и на каждый файл помещается аренда записи. Когда другой процесс намеревается получить доступ к файлу (даже для чтения, поскольку использовалась блокировка записи), программа освобождает блокировку файла, позволяя другому процессу продолжать работу. Она также выводит сообщение о том, какой именно файл был освобожден.

1: /* leases.с */

2:

3: #define GNU_SOURCE

4:

5: #include

6: #include

7: #include

8: #include

9: #include

10:

11: const char ** fileNames;

12: int numFiles;

13:

14: void handler (int sig, siginfo_t * siginfo, void * context) {

15: /* Когда аренда истекает, вывести сообщение и закрыть файл.

16: Предполагается, что первый открываемый файл получит файловый

17: дескриптор 3, следующий - 4 и так далее. */

18:

19: write(1, "освобождение", 10);

20: write(1, fileNames[siginfo->si_fd - 3],

21: strlen(fileNames[siginfo->si_fd - 3]));

22: write(1, "\n", 1);

23: fcntl(siginfo->si_fd, F_SETLEASE, F_UNLCK);

24: close(siginfo->si_fd);

25: numFiles--;

26: }

27:

28: int main(int argc, const char ** argv) {

29: int fd;

30: const char ** file;

31: struct sigaction act;

32:

33: if (argc < 2) {

34: fprintf(stderr, "использование: %s +\n", argv[0]);

35: return 1;

36: }

37:

38: /* Зарегистрировать обработчик сигналов. Указав SA_SIGINFO, предоставить

39: обработчику возможность узнать, какой файловый дескриптор имеет

40: истекшую аренду. */

41: act.sa_sigaction = handler;

42: act.sa_flags = SA_SIGINFO;

43: sigemptyset(&act.sa_mask);

44: sigaction(SIGRTMIN, &act, NULL);

45:

46: /* Сохранить список имен файлов в глобальной переменной, чтобы

47: обработчик сигналов мог иметь доступ к нему. */

48: fileNames = argv + 1;

49: numFiles = argc - 1;

50:

51: /* Открыть файлы, установить используемые сигнал

52: и создать аренду */

53: for (file = fileNames; *file; file++) {

54: if ((fd = open(* file, O_RDONLY)) < 0) {

55: perror("open");

56: return 1;

57: }

58:

59: /* Для правильного заполнения необходимо использовать F_SETSIG

60: для структуры siginfo */

61: if (fcntl(fd, F_SETSIG, SIGRTMIN) < 0) {

62: perror("F_SETSIG");

63: return 1;

64: }

65:

66: if (fcntl(fd, F_SETLEASE, F_WRLCK) < 0) {

67: perror("F_SETLEASE");

68: return 1;

69: }

70: }

71:

72: /* Пока файлы остаются открытыми, ожидать поступления сигналов. */

73: while (numFiles)

74: pause();

75:

76: return 0;

77: }

Несмотря на то что системные вызовы read()и write()как нельзя лучше подходят приложениям для извлечения и хранения данных в файле, все же они не всегда являются самыми быстрыми методами. Они допускают управление отдельными порциями данных; для записи же нескольких порций данных требуется несколько системных вызовов. Подобным образом, если приложению необходим доступ к данным в разных частях файла, оно должно вызывать lseek()между каждым read()или write(), удваивая количество необходимых системных вызовов. Для улучшения эффективности существуют другие системные вызовы.

Приложениям часто требуется читать и записывать данные различных типов в последовательные области файла. Несмотря на то что это можно делать сравнительно легко с помощью множества вызовов read()и write(), такое решение не является особо эффективным. Вместо этого приложения могут перемещать все данные в последовательную область памяти, делая возможным один системный вызов. Однако эти действия приводят к множеству ненужных операций с памятью.