多进程同步-文件锁

时间：2024-01-24 17:15:42

在多线程的环境下，如果两个线程操作相同的竞争区，需要使用锁来保证线程安全。在Java中有多种选择，如Synchronized关键字，CountDownLatch等等。但是这些方式，在多进程的情况下，会失效。

那么在多进程情况下，我们怎么做进程同步呢？答案是文件锁。Java提供的FileLock类，可以实现，下面来看看具体的用法。

FileLock API

public abstract FileLock lock(long position, long size, boolean shared) throws IOException;

    public final FileLock lock() throws IOException;

    public abstract FileLock tryLock(long position, long size, boolean shared) throws IOException;
    
    public final FileLock tryLock() throws IOException；

方法：

  • lock方法，会block住线程，直到获取到锁。
  • tryLock方法，不会block，会直接返回，如果能获取到锁，则返回FileLock对象，如果获取不到锁，返回null。

参数：

  • position：锁定文件中的开始位置
  • size：锁定文件中的内容长度
  • shared：是否使用共享锁。true为共享锁；false为独占锁。
  • 共享锁：允许其他进程同时获取
  • 独占锁：不允许其他进程同时获取

使用示例

进程1

public static void main(String[] args) {
        try {
            // 打开文件
            FileOutputStream raf = new FileOutputStream("lock.txt");
            // 获取FileChannel
            FileChannel channel = raf.getChannel();
            // 获取FileLock，上锁
            FileLock lock = channel.lock();
            Thread.sleep(10000);
            // 手动释放FileLock
            lock.close();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }

进程1启动后，会获取FileLock锁，然后持有锁Sleep 10s。

进程2：

public static void main(String[] args) {
        try {
            FileOutputStream raf = new FileOutputStream("lock.txt");
            FileChannel channel = raf.getChannel();
            // 会被block，直到获得锁
            FileLock lock = channel.lock();
            // 如果没有获得锁，直接返回null，不会被block  
            lock = channel.tryLock();
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        } 
    }

此时进程2启动：

  • 如果调用lock方法，会block线程，直到进程1释放锁。
  • 如果调用tryLock方法，不会block，会直接返回，如果能获取到锁，则返回FileLock对象，如果获取不到锁，返回null。

总结

FileLock可以用于Android中多进程同步，有以下几点需要注意：

  1. 如果同一个进程中的不同线程，同时对一个文件进行加锁操作，会直接抛出异常：java.nio.channels.OverlappingFileLockException。
  2. FileLock释放的条件是，手动调用release/close释放，或JVM终止运行。
  3. 本质也是调用Linux的fnctl来从内核对文件进行加锁。
  4. 同一个FileChannel只能被使用一次，如果调用close之后，再去调用lock，会报ClosedChannelExcption。



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