文件的读写及上锁

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1、-1.1.实验目的实验目的通过编写文件读写及上锁的程序，进一步熟悉Linux 中文件 I/O 相关的应用开发，并且熟练掌握 open（）、read（）、write（）、ftl（）等函数的使用。2.2.实验容实验容在 Linux 中 FIFO（先进先出）是一种进程间的管道通信机制。本实验通过使用文件操作，仿真 FIFO 结构以及生产者-消费者运行模型。3.3.实验步骤实验步骤（1）流程图该实验流程图如图所示（2）程序说明本实验需要打开两个虚拟终端，分别运行生产者程序（producer）和消费者程序（customer）。此时两个进程同时对同一个文件进行读写操作。因为这个文件是临界资源，所以可以使用

2、文件锁机制保证两个进程对文件的访问都是原子操作。先启动生产者进程，它负责创建仿真FIFO 结构文件（实际是一个普通文件）并投入生产，就是按照给定的时间间隔，向FIFO 文件写入自动生成的字符（在程序中用宏定义选择使用数字还是使用英文字符），生产周期以及要生产的资源数通过参数传递给进程（默认生产周期1S，要生产的资源数为10个字符）。后启动的消费者进程按照给定的数目进行消费，首先从文件中读取相应数目的字符并在屏幕显示，然后从文件中删除刚才消费过的数据。为了仿真FIFO 结构，此时需要使用两次可修编-复制来实现文件容的偏移。每次消费的资源数通过参数传递给进程，默认值为10个字符。（3）代码/*lo

3、ck_set.c*/int lock_set(int fd,int type)struct flock old_lock,lock;lock.l_whence=SEEK_SET;lock.l_start=0;lock.l_len=0;lock.l_type=type;lock.l_pid=-1;/*判断文件是否可以上锁*/ftl(fd,F_GETLK,&lock);if(lock.l_type!=F_UNLCK)/*判断文件不能上锁的原因*/if(lock.l_type=F_RDLCK)/*该文件已有读取锁*/printf(Read lock already set by%dn,lock.l_

4、pid);else if(lock.l_type=F_WRLCK)/*该文件已有写入锁*/printf(Write lock already set by%dn,lock.l_pid);/*l_type 可能已被 F_GETLK 修改过*/lock.l_type=type;/*根据不同的 type 值进行阻塞式上锁或解锁*/if(ftl(fd,F_SETLKW,&lock)0)printf(Lock failed:type=%dn,lock.l_type);return 1;switch(lock.l_type)case F_RDLCK:printf(Read lock set by%dn,g

5、etpid();可修编-break;case F_WRLCK:printf(Write lock set by%dn,getpid();break;case F_UNLCK:printf(Release lock by%dn,getpid();return 1;break;default:break;/*end of switch*/return 0;本实验中的生产者程序的源代码如下所示，其中用到的lock_set()函数。/*producer.c*/#include#include#include#include#include#include mylock.h#define MAXLEN

6、10/*缓冲区大小最大值*/#define ALPHABET 1/*表示使用英文字符*/#define ALPHABET_START a/*头一个字符，可以用 A*/#define COUNT_OF_ALPHABET 26/*字母字符的个数*/#define DIGIT 2/*表示使用数字字符*/#define DIGIT_START 0/*头一个字符*/#define COUNT_OF_DIGIT 10/*数字字符的个数*/#define SIGN_TYPE ALPHABET/*本实例选用英文字符*/可修编-const char*fifo_file=./myfifo;/*仿真 FIFO 文件

7、名*/char buffMAXLEN;/*缓冲区*/*功能：生产一个字符并写入到仿真FIFO 文件中*/int product(void)int fd;unsigned int sign_type,sign_start,sign_count,size;static unsigned int counter=0;/*打开仿真 FIFO 文件*/if(fd=open(fifo_file,O_CREAT|O_RDWR|O_APPEND,0644)0)printf(Open fifo file errorn);exit(1);sign_type=SIGN_TYPE;switch(sign_type)c

8、ase ALPHABET:/*英文字符*/sign_start=ALPHABET_START;sign_count=COUNT_OF_ALPHABET;break;case DIGIT:/*数字字符*/sign_start=DIGIT_START;sign_count=COUNT_OF_DIGIT;break;default:return-1;/*end of switch*/sprintf(buff,%c,(sign_start+counter);可修编-counter=(counter+1)%sign_count;lock_set(fd,F_WRLCK);/*上写锁*/if(size=wr

9、ite(fd,buff,strlen(buff)1)sscanf(argv1,%d,&time_step);if(argc 2)sscanf(argv2,%d,&time_life);while(time_life-)if(product()0)break;sleep(time_step);exit(EXIT_SUCCESS);本实验中的消费者程序的源代码如下所示。/*customer.c*/可修编-#include#include#include#include#define MAX_FILE_SIZE 100*1024*1024/*100M*/const char*fifo_file=./

10、myfifo;/*仿真 FIFO 文件名*/const char*tmp_file=./tmp;/*临时文件名*/*资源消费函数*/int customing(const char*myfifo,int need)int fd;char buff;int counter=0;if(fd=open(myfifo,O_RDONLY)0)printf(Function customing errorn);return-1;printf(Enjoy:);lseek(fd,SEEK_SET,0);while(counter need)while(read(fd,&buff,1)=1)&(counter

11、need)fputc(buff,stdout);/*消费就是在屏幕上简单的显示*/counter+;fputs(n,stdout);close(fd);return 0;/*功能:从 sour_file 文件的 offset 偏移处开始将 count 字节大小的数据拷贝到dest_file文件*/int myfilecopy(const char*sour_file,const char*dest_file,int offset,int count,int copy_mode)可修编-int in_file,out_file;int counter=0;char buff_unit;if(in

12、_file=open(sour_file,O_RDONLY|O_NONBLOCK)0)printf(Function myfilecopy error in source filen);return-1;if(out_file=open(dest_file,O_CREAT|O_RDWR|O_TRUNC|O_NONBLOCK,0644)0)printf(Function myfilecopy errorindestination file:);return-1;lseek(in_file,offset,SEEK_SET);while(read(in_file,&buff_unit,1)=1)&(

13、countercount)write(out_file,&buff_unit,1);counter+;close(in_file);close(out_file);return 0;/*功能：实现 FIFO 消费者*/int custom(int need)int fd;/*对资源进行消费，need 表示该消费的资源数目*/customing(fifo_file,need);if(fd=open(fifo_file,O_RDWR)1)/*第一个参数指定需要消费的资源数目，默认值为10*/sscanf(argv1,%d,&customer_capacity);if(customer_capacity 0)custom(customer_capacity);exit(EXIT_SUCCESS);4、实验结果此实验的运行结果如下所示。实验结果会和这两个进程运行的具体过程相关。终端一：#./producer 1 15/*生产周期为1S，需要生产的资源数为20个*/Write lock set by 11867Release lock by 11867终端二：#./customer 5/*需要消费的资源数为5个*/Enjoy：abcdeWrite lock set by 11879Release lock by 11879可修编