flock是Linux中用于文件锁的工具，通过文件描述符实现共享锁与独占锁，可防止多进程访问文件时的数据竞争。使用exec打开文件描述符并结合flock命令，可在Shell脚本中实现非阻塞或超时等待的加锁机制，适用于防止脚本重复运行、读写互斥等场景，锁在进程退出或文件描述符关闭时自动释放，无需对锁文件进行实际读写操作。
在Linux中处理多个进程同时访问同一个文件时，容易出现数据竞争或文件损坏问题。为避免这种情况，可以使用文件锁机制进行并发控制。其中，flock 是一个简单而有效的工具，用于实现文件级别的锁定，支持共享锁和独占锁，适用于Shell脚本或程序中协调进程行为。
什么是 flock？
flock 是Linux系统提供的一个命令行工具，也可以通过系统调用（flock()）在程序中使用，它基于文件描述符对文件加锁。flock支持两种锁类型：
- 独占锁（Exclusive Lock）：通常由一个写进程持有，阻止其他进程获取共享或独占锁。
- 共享锁（Shared Lock）：多个读进程可以同时持有，但不能与独占锁共存。
这种机制适合用于脚本中防止重复执行、日志写入冲突、定时任务并发等问题。
如何在Shell脚本中使用 flock 命令
最常见的方式是使用 flock 命令配合文件描述符来加锁执行关键代码段。基本语法如下：
flock [选项] 文件锁命令示例：防止脚本重复运行
#!/bin/bash# 定义锁文件路径
LOCKFILE=/tmp/my_script.lock
# 打开文件描述符9，关联锁文件
exec 9> "$LOCKFILE"
# 尝试获取独占锁，成功则执行主逻辑
if flock -n 9; then
echo "开始执行任务..."
sleep 10
echo "任务完成"
# 脚本结束时自动释放锁
else
echo "已有实例在运行，退出。"
exit 1
fi
# 关闭文件描述符（可选）
exec 9>&-
说明：
Shell本身是一个用C语言编写的程序，它是用户使用Linux的桥梁。Shell既是一种命令语言，又是一种程序设计语言。作为命令语言，它交互式地解释和执行用户输入的命令；作为程序设计语言，它定义了各种变量和参数，并提供了许多在高级语言中才具有的控制结构，包括循环和分支。它虽然不是Linux系统核心的一部分，但它调用了系统核心的大部分功能来执行程序、建立文件并以并行的方式协调各个程序的运行。因此，对于用户来说，shell是最重要的实用程序，深入了解和熟练掌握shell的特性极其使用方法，是用好Linux系统
- exec 9> "$LOCKFILE"：将文件描述符9重定向到锁文件，不写内容，仅用于加锁。
- flock -n 9：尝试非阻塞获取文件描述符9上的独占锁。如果无法获取，立即返回失败。
- 锁在文件描述符关闭或进程退出时自动释放。
flock 的常用选项
flock 提供多个选项控制锁的行为：
- -n, --nb：非阻塞模式。如果拿不到锁，立即退出，不等待。
- -x, --exclusive：获取独占锁（默认）。
- -s, --shared：获取共享锁，适用于读操作。
- -w, --timeout N：最多等待N秒获取锁。
- -u, --unlock：手动释放锁。
示例：带超时的锁等待
if flock -w 5 -x 9; thenecho "获得锁，执行任务"
# 执行关键操作
else
echo "等待5秒仍未获得锁，退出"
fi
共享锁的使用场景
当多个进程需要同时读取某个资源，但写入时需互斥，可以使用共享锁。
# 读操作使用共享锁exec 9 flock -s 9 || exit 1
echo "正在读取数据..."
# 其他读操作
# 结束后锁自动释放
注意：共享锁要求文件可读，因此使用 exec 9 打开为读模式。
基本上就这些。flock 简单可靠，适合大多数脚本级的并发控制需求，不需要复杂逻辑。只要确保使用文件描述符正确加锁，并在关键段外不持有锁，就能有效避免竞争。不复杂但容易忽略的是：锁文件本身不需要做任何读写，它的存在只是为了提供一个加锁的句柄。
