Java文件锁定

Question

我有几个线程（其中一些是由进程X生成的，另一些是由进程Y生成的，等等），每个线程都需要写入一个名为MyFile的文件。但是，如果Thread T1首先开始写入MyFile，那么当Thread T2开始写入时，它需要等待T1释放该文件，以便它可以读取在Thread T1中编写的内容。换句话说，每个线程都将具有finalizeThread方法，如下所示：

private void finalizeThread() {
    File f = new File("MyFile.dat");
    f.createNewFile();  // atomically creates the file, if it doesn't exist
    locked_section {
        readContentsFromFile(f); // read contents if some other thread already modified the file
        modifyContentsFromFile(f); // modify
        writeFile(f); // write, so that new threads can see the content modified by this thread
    }
}

我的问题是：如何完成上面代码中的locked_section？我查阅了FileLock类，但是Javadoc中说："文件锁定是代表整个Java虚拟机持有的。它们不适用于在同一虚拟机内由多个线程控制对文件的访问。"。

- João Silva

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你确定你真的想使用finalize()方法吗？ - Dmitry

不，该方法的名字实际上不是 finalize。它是一个在线程完成其工作后调用的方法/回调，因为我没有使用标准的 Java 并发 API 线程。我将重命名它，以避免与 Object#finalize 引起混淆。 - João Silva

Answer 1

如果文件只在您的程序中访问，那么同步锁对象就可以了。但是如果您想在您处理文件时防止其他程序更改该文件，您可以使用Java的文件锁定特性，在java.nio.channels.FileLock中实现（示例）。正如文本所说，在某些操作系统上，如果程序没有检查现有的文件锁定，则仍然可以更改文件。

- AndiDog

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感谢您的反馈。是的，它只能被我的程序访问，并且每个线程在继续之前都会/可以检查锁的存在。问题在于我正在使用的API可以从几个不同的进程中生成线程，有些线程来自同一进程内部，我担心可能会出现与此相关的问题，因为FileLock javadoc提到了这一点。 - João Silva

也许我误解了什么，但是你说的不同进程生成的线程是什么意思？一个进程有自己的地址空间，它创建的任何线程都共享该地址空间。你是指多个进程各自生成多个线程，这些线程可能尝试写入同一个文件吗？ - D.C.

Javadoc表示：“文件锁是代表整个Java虚拟机持有的。它们不适合控制在同一虚拟机内由多个线程访问文件的情况。文件锁对象可安全地供多个并发线程使用。”最后两个句子不是相互排斥的吗？我认为有人得查看源代码...接下来的段落中说：“这个文件锁定API旨在直接映射到底层操作系统的本地锁定设施。”因此，它应该像flock（Linux）或LockFileEx（Windows）一样工作。 - AndiDog

不，这是有道理的。关于这两个句子，第一个句子的意思是“不要使用文件锁来控制线程之间对文件的访问”，而第二个句子则表示“多个线程可以使用相同的文件锁，只要它们知道它们都拥有相同的文件锁”。 - danben

@danben：好的，谢谢你的限定，现在有意义了 :) - AndiDog

根据您的使用情况，使用FileChannel.tryLock可能比使用FileChannel.lock更好，因为tryLock不会阻塞。如果您使用FileChannel.lock，该方法将等待锁被另一个线程（或进程）解除，然后才会继续执行。在Oracle Java 7上的测试表明，即使它声明抛出FileLockInterruptionException，它也是一个不可中断的操作。 - Christopher Schultz

Answer 2

与其共享锁，也许你可以拥有一个独立的进程来负责维护文件锁。为了开始读/修改/写步骤，线程必须通过HTTP或消息传递等方式向中央进程请求锁。如果请求被拒绝，线程会进入睡眠状态，然后再次尝试。否则，线程将读取/修改/写入，然后通知锁定进程它正在释放锁。

- danben

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如果你要使用一个中央进程，最好让这个进程自己处理读/写操作，这样你就不必担心当线程在获得锁之后死掉时会发生什么情况（尽管还是需要考虑，但是会比较简单）。 - wds

Answer 3

你需要在某个对象上进行同步。例如：

synchronized(fileLockObject) {
    readContentsFromFile(f);
    modifyContentsFromFile(f);
    writeFile(f);
}

- Anon.

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你好 Anon.，感谢你的评论。然而，我无法这样做，因为这些线程是由不同的进程生成的，我不能在所有线程之间共享该对象，因此需要另一种方法。这些也不是标准的Java concurrency.*线程，而是由Oracle API创建的线程。 - João Silva

如果它们是不同的进程（因此是分离的虚拟机），您可以使用FileLock类。 - Anon.

是的，但有些是由同一进程生成的。但是，也许混合策略会起作用。谢谢。 - João Silva

@Stephen: 文档上并不是这么写的。 - Anon.

@StephenC，它会如何实现？ - Pacerier