多个进程共享同一份资源（共享内存、文件等）时，会涉及到资源竞争问题。为了解决这种问题，一般采取的措施是进程在访问资源前加锁保护，避免多个进程同时读写。本文介绍的Python文件锁可以用来解决多进程的同步问题。
1 Linux下的Python文件锁
Linux下使用文件锁用到了fcntl模块，该模块是标准库，用来对文件描述符执行文件控制和I/O控制。
fcntl的文件锁用到了fcntl.flock(fd, operation)方法，它的官方说明如下：
对文件描述符fd执行锁定操作。
如果flock（）失败，将引发OSError异常。
参数含义：
fd：要锁定的文件的描述符。
operation：操作类型，有以下三种。
| 类型 | 描述 |
|---|---|
| LOCK_UN | 解锁 |
| LOCK_SH | 获取共享锁，所有进程都只能读，不能写 |
| LOCK_EX | 获取独占锁，只有当前进程可以读写 |
| LOCK_NB | 非阻塞，加锁失败或成功都立即返回，如果不加这个参数，函数会一直阻塞，直到拿到锁。 |
用法：
def tryLock(f) :
try :
fcntl.flock(f, fcntl.LOCK_EX | fcntl.LOCK_NB)
return True
except Exception as e:
return False
def tryUnLock(f) :
try :
fcntl.flock(f, fcntl.LOCK_UN)
return True
except Exception as e:
return False
f = open('file.txt', 'w+')
if tryLock(f) == True:
f.write('1234')
tryUnLock(f)
flock函数在执行失败时，会抛出异常，所以要用try-except来捕捉，避免flock的时候程序退出。
fcntl模块支持在独占模式下写文件。
2 Windows下的Python文件锁
Windows版本的Python没有提供fcntl模块，它使用文件锁时使用的是filelock模块，需要自己安装。
打开命令行安装。
pip install filelock
虽然没找到filelock的官方文档，但可以通过dir函数来看它有些什么方法。
import filelock
print(dir(filelock))
输出。
['AcquireReturnProxy', 'BaseFileLock', 'FileLock', 'SoftFileLock',
'Timeout', 'UnixFileLock', 'WindowsFileLock', '_FileLock', '__all__',
'__annotations__', '__builtins__', '__cached__', '__doc__', '__file__',
'__loader__', '__name__', '__package__', '__path__', '__spec__',
'__version__', '_api', '_error', '_soft', '_unix', '_util', '_windows',
'annotations', 'has_fcntl', 'sys', 'version', 'warnings']
Python里形如__xxx__的一般都是私有成员。
没有直接提供方法，但从中能看到一个FileLock类和__path__路径，打印一下。
import filelock
print(dir(filelock.FileLock))
print(filelock.__path__)
输出。
['__abstractmethods__', '__call__', '__class__', '__del__',
'__delattr__', '__dict__', '__dir__', '__doc__', '__enter__',
'__eq__', '__exit__', '__format__', '__ge__', '__getattribute__',
'__gt__', '__hash__', '__init__', '__init_subclass__', '__le__',
'__lt__', '__module__', '__ne__', '__new__', '__reduce__',
'__reduce_ex__', '__repr__', '__setattr__', '__sizeof__', '__slots__',
'__str__', '__subclasshook__', '__weakref__', '_abc_impl', '_acquire',
'_recreate_cm', '_release', 'acquire', 'is_locked', 'lock_file', 'release', 'timeout']
['D:\\xxx\\xxx\\xxx\\site-packages\\filelock']
FileLock提供了acquire、is_locked、release、timeout。按照名称，acquire和release是上锁和解锁的方法，timeout是上锁的超时限制。
进入__path__所在目录，用vscode的全局搜索分别找到FileLock、acquire、release、timeout。
用这种方法得到以下使用例程。
from filelock import FileLock
import time
def tryLock(locker, timeout = 3):
try:
locker.acquire(timeout)
return True
except Exception as e:
return False
def tryUnLock(locker):
try:
locker.release()
return True
except Exception as e:
return False
locker = FileLock('file.txt')
if tryLock(locker, 0.1) == True:
time.sleep(5)
tryUnLock(locker)
filelock同样是通过抛出异常来表示上锁失败。
filelock模块在上锁状态下不允许写文件。
filelock支持在Linux环境下使用。
3 总结
在Linux环境下可以用fcntl或者filelock模块来实现文件锁功能，而在Windows环境下只能用filelock。
fcntl和filelock上锁的区别：
| filelock | fcntl |
|---|---|
| 可以设置阻塞超时时长 | 可以设置阻塞和非阻塞，没有超时机制 |
| 上锁后不能访问文件 | 在LOCK_EX 独占锁模式下，当前进程可以读写文件 |
| 需要自行安装 | Python自带的标准库 |
3.1 filelock的使用场景
filelock在上锁之后不能访问文件，那么它有什么用呢？
在应用中可以把filelock上锁的文件作为进程间同步的标志物，比如以下例子：
tryLock和tryUnLock使用的是第二节例程的。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-450904.html
进程一
locker = FileLock('lock_file')
while True:
if tryLock(locker) == True:
## operate1
tryUnLock(locker)
进程二
locker = FileLock('lock_file')
while True:
if tryLock(locker) == True:
## operate2
tryUnLock(locker)
以上两个进程同时运行，可以确保操作互不干扰。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-450904.html
到了这里，关于Python多进程同步——文件锁的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容，请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章，希望大家以后多多支持TOY模板网！
