Блокирование файлов

Блокирование файлов

В системах, допускающих одновременное выполнение нескольких процессов, особую актуальность приобретает проблема координации и синхронизации доступа к разделяемым (совместно используемым) объектам, например файлам.

В Windows имеется возможность блокировать файлы (целиком или частично) таким образом, что никакой другой процесс (выполняющаяся программа) не сможет получить доступ к заблокированному участку файла. Блокирование файла может оставлять другим приложениям возможность доступа только для чтения (разделяемый доступ) или же закрывать им доступ к файлу как для записи, так и для чтения (монопольный доступ). Что немаловажно, владельцем блокировки является блокирующий процесс. Любая попытка получения доступа к части файла (с помощью функций ReadFile или WriteFile) в нарушение существующей блокировки закончится неудачей, поскольку блокировки носят обязательный характер на уровне процесса. Любая попытка получения несовместимой блокировки также завершится неудачей, даже если процесс уже владеет данной блокировкой. Блокирование файлов является ограниченной разновидностью синхронизации параллельно выполняющихся процессов и потоков; обсуждение синхронизации с использованием гораздо более общей терминологии начнется в главе 8.

Для блокирования файлов предусмотрены две функции. Более общей из них является функция LockFileEx, менее общей — LockFile, которую можно использовать и в Windows 9x.

Функция LockFileEx относится к классу функций расширенного (extended) ввода/вывода, поэтому для указания 64-битовой позиции в файле и границ области файла, подлежащей блокированию, необходимо использовать структуру OVERLAPPED, которая ранее уже применялась при указании позиции в файле для функций ReadFile и WriteFile. 

BOOL LockFileEx(HANDLE hFile, DWORD dwFlags, DWORD dwReserved, DWORD nNumberOfBytesToLockLow, DWORD nNumberOfBytesToLockHigh, LPOVERLAPPED lpOverlapped) 

Функция LockFileEx блокирует участок открытого файла либо для разделяемого доступа (разрешающего доступ одновременно нескольким приложениям в режиме чтения), либо для монопольного доступа (разрешающего доступ только одному приложению в режиме чтения/записи).

Параметры

hFile — дескриптор открытого файла. Дескриптор должен быть создан либо с правами доступа GENERIC_READ, либо с правами доступа GENERIC_READ и GENERIC_WRITE.

dwFlags — определяет вид блокировки файла, а также режим ожидания доступности затребованной блокировки. Этот параметр определяется комбинацией следующих значений:

LOCKFILE_EXCLUSIVE_LOCK — запрос монопольной блокировки в режиме чтения/записи. Если это значение не задано, запрашивается разделяемая блокировка (только чтение).

LOCKFILE_FAIL_IMMEDIATELY — задает режим немедленного возврата функции с возвращаемым значением равным FALSE, если приобрести блокировку не удается. Если это значение не задано, функция переходит в режим ожидания. 

dwReserved — значение этого параметра должно устанавливаться равным 0. Следующие два параметра определяют соответственно младшие и старшие 32-битовые значения размера блокируемого участка файла (в байтах).

lpOverlapped — указатель на структуру данных OVERLAPPED, содержащую информацию о начале блокируемого участка. В этой структуре необходимо устанавливать значения трех элементов (остальные элементы игнорируются), первые два из которых определяют смещение начала блокируемого участка от начала файла.

• DWORD Offset (используется именно такое имя параметра, а не OffsetLow).

• DWORD OffsetHigh.

• HANDLE hEvent должен задаваться равным 0.

Чтобы разблокировать файл, следует вызвать функцию UnlockFileEx, все параметры которой, за исключением dwFlags, совпадают с параметрами предыдущей функции: 

BOOL UnlockFileEx(HANDLE hFile, DWORD dwReserved, DWORD nNumberOfBytesToLockLow, DWORD nNumberOfBytesToLockHigh, LPOVERLAPPED lpOverlapped) 

Используя блокирование файлов, вы должны принимать во внимание следующие обстоятельства:

• Границы области разблокирования должны в точности совпадать с границами ранее заблокированной области. Не допускается, например, объединение двух ранее заблокированных областей или разблокирование части заблокированной области. Любая попытка разблокирования области, не совпадающей в точности с одной из существующих заблокированных областей, будет неудачной. В этом случае функция вернет значение FALSE, а в выведенном системой сообщении об ошибке будет указано, что данная область блокирования не существует.

• Вновь создаваемая и существующие области блокирования в файле не могут перекрываться, если это приводит к возникновению конфликтной ситуации.

• Возможно блокирование участка, границы которого выходят за пределы файла. Такая операция может оказаться полезной в случае расширения файла процессом или потоком.

• Блокировки не наследуются вновь создаваемыми процессами.

Логику процедуры блокирования, когда вся область или только некоторая ее часть уже содержат заблокированные участки, иллюстрирует табл. 3.1.

Таблица 3.1. Логика предоставления блокировки 

Тип запрашиваемой блокировки 
Существующая блокировка Разделяемая блокировка Монопольная блокировка
Отсутствует Предоставляется Предоставляется
Разделяемая блокировка (одна или несколько) Предоставляется Отказ
Монопольная блокировка Отказ Отказ

Логику предоставления возможности выполнения операций чтения/записи во всей или части области файла, содержащей участки с одной или несколькими блокировками, владельцами которых являются другие процессы, иллюстрирует табл. 3.2.

Таблица 3.2. Блокировки и выполнение операций ввода/вывода

Операция ввода/вывода
Существующая блокировка Чтение Запись
Отсутствует Успешно выполняется Успешно выполняется
Разделяемая блокировка (одна или несколько) Выполняется. Вызывающий процесс не обязан быть владельцем блокировки данной области файла. Не выполняется
Монопольная блокировка Выполняется, если вызывающий процесс является владельцем блокировки, в противном случае — неудачное завершение. Выполняется, если вызывающий процесс является владельцем блокировки, в противном случае — неудачное завершение.

Обычно операции чтения и записи выполняются путем вызова функций Read-File и WriteFile или их расширенных версий ReadFileEx и WriteFileEx. Для диагностики ошибок, возникающих в процессе выполнения операций ввода/вывода, следует вызывать функцию GetLastError.

Одна из разновидностей операций ввода/вывода с участием файлов предполагает использование отображения файлов, которое обсуждается в главе 5. Обнаружение конфликтов блокировки на этапе обращения к памяти не производится; такая проверка осуществляется во время вызова функции MapViewOfFile. Указанная функция делает часть файла доступной для процесса, вследствие чего проверка наличия блокировок на этом этапе является необходимой.

Разновидностью функции LockFileEx с ограниченной сферой применимости является функция LockFile, вызов которой, скорее, лишь уведомляет о намерении осуществить блокировку. Эту функцию можно использовать в системах Windows 9x, которые не поддерживают функцию LockFileEx. Функция LockFile предоставляет блокирующему процессу только монопольный доступ, а возврат из функции происходит сразу же. Таким образом, функция LockFile не блокируется. Проверить, предоставлена блокировка или нет, можно путем тестирования возвращаемого функцией значения.

Снятие блокировок

Каждый успешный вызов функции LockFileEx должен сопровождаться последующим вызовом функции UnlockFileEx (то же самое касается и пары функций LockFile и UnlockFile). Если программа не позаботится о снятии блокировки или будет удерживать ее в течение большего, чем это необходимо, времени, другие программы либо вовсе не смогут работать, либо будут вынуждены простаивать. Поэтому уже на стадии проектирования и реализации программ необходимо очень тщательно следить за тем, чтобы снятие блокировки осуществлялось сразу же после того, как необходимость в ней отпала, а логика работы программ не позволяла оставлять невыполненными необходимые операции разблокирования файлов.

Одним из способов, гарантирующих своевременное разблокирования файлов, является использование дескрипторов завершения (termination handlers), которые описаны в главе 4.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Блокирование активного содержимого

Из книги Компьютер на 100. Начинаем с Windows Vista автора Зозуля Юрий

Блокирование активного содержимого Веб-страницы могут содержать не только тексты и рисунки, но и специальные программные модули, расширяющие возможности веб-страниц и позволяющие сделать их интерактивными. Однако в то же время этими средствами могут воспользоваться


Блокирование объектов

Из книги ArchiCAD 11 автора Днепров Александр Г

Блокирование объектов В заключение главы, посвященной редактированию объектов, упомяну о механизме, позволяющем избежать случайного изменения объектов или их свойств. В ArchiCAD имеется способ заблокировать необходимые объекты от редактирования. Для этого следует


Блокирование объектов

Из книги ArchiCAD. Начали! автора Орлов Андрей Александрович

Блокирование объектов В заключение главы, посвященной редактированию объектов, упомянем о механизме, позволяющем избежать случайного изменения объектов или их свойств. В ArchiCAD есть способ защитить необходимые объекты от редактирования. Для этого следует выделить их и


17.4.7. Блокирование нежелательных корреспондентов

Из книги Самоучитель работы на компьютере автора Колисниченко Денис Николаевич

17.4.7. Блокирование нежелательных корреспондентов Если вам надоел какой-то корреспондент и вы больше не хотите получать от него письма, можете внести его в список блокируемых. Для этого щелкните на любом письме от этого корреспондента и выполните команду меню Сообщение,


11. Блокирование Tor и как с ним бороться

Из книги Установка и настройка Tor автора Стручков Юрий

11. Блокирование Tor и как с ним бороться Система Tor позволяет скрывать от провайдера конечные (целевые) адреса, тем самым прорывая возможную блокаду доступа к заблокированным им сетевым ресурсам. Также система Tor скрывает от целевых ресурсов адрес отправителя, тем самым


9.2. Блокирование записей и файлов

Из книги Системное программирование в среде Windows автора Харт Джонсон М

9.2. Блокирование записей и файлов Ядро Unix никак не интерпретирует содержимое файла, оставляя всю обработку записей приложениям, работающим с этим файлом. Тем не менее для описания предоставляемых возможностей используется термин «блокировка записей». В


9.8. Блокирование файлов

Из книги Linux программирование в примерах автора Роббинс Арнольд

9.8. Блокирование файлов Стандарт Posix.1 гарантирует, что если функция open вызывается с флагами O_CREAT (создать файл, если он еще не существует) и O_EXCL (исключающее открытие), функция возвращает ошибку, если файл уже существует. Более того, проверка существования файла и его


9.9. Блокирование в NFS

Из книги Дело о реформе копирайта автора Энгстрём Кристиан

9.9. Блокирование в NFS Аббревиатура NFS расшифровывается как Network File System (сетевая файловая система); эта система подробно обсуждается в главе 29 [22]. Блокировка записей fcntl представляет собой расширение NFS, поддерживаемое большинством ее реализаций. Обслуживается эта


10.7. Блокирование файлов

Из книги Операционная система UNIX автора Робачевский Андрей М.

10.7. Блокирование файлов Вернемся к задаче о порядковом номере из главы 9. Здесь мы напишем новые версии функций my_lock и my_unlосk, использующие именованные семафоры Posix. В листинге 10.10 приведен текст этих функций.Листинг 10.10. Блокирование файла с помощью именованных семафоров


11.6. Блокирование файлов

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

11.6. Блокирование файлов С помощью семафоров System V можно реализовать еще одну версию функций my_lock и my_unlock из листинга 10.10. Новый вариант приведен в листинге 11.6.Листинг 11.6. Блокировка файлов с помощью семафоров System V//lock/locksvsem.c1  #include "unpipc.h"2  #define LOCK_PATH "/tmp/svsemlock"3  #define MAX_TRIES


Блокирование файлов

Из книги автора

Блокирование файлов В системах, допускающих одновременное выполнение нескольких процессов, особую актуальность приобретает проблема координации и синхронизации доступа к разделяемым (совместно используемым) объектам, например файлам.В Windows имеется возможность


14.2.3. Блокирование BSD: flock()

Из книги автора

14.2.3. Блокирование BSD: flock() 4.2 BSD представило свой собственный механизм блокировки, flock()[155]. Функция объявлена следующим образом:#include <sys/file.h> /* Обычный */int flock(int fd, int operation);Дескриптор fd представляет открытый файл. Имеются следующие операции:LOCK_SH  Создает совместную


Цензура и блокирование интернета

Из книги автора

Цензура и блокирование интернета http://habrahabr.ru/post/155295/Этапы введения цензуры в интернете 2007–201218 октября 2012 в 19:22.Копирайт: Dura Lex.Глядя на то, как в отдельных областях России блокируется youtube и ubuntu, я не мог не вспомнить, как Кристиан Энгстрём и Рик Фальквинге в брошюре,


Блокирование доступа к файлу

Из книги автора

Блокирование доступа к файлу Традиционно архитектура файловой подсистемы UNIX разрешает нескольким процессам одновременный доступ к файлу для чтения и записи. Хотя операции записи и чтения, осуществляемые с помощью системных вызовов read(2) или write(2), являются атомарными, в