flock vs fcntl - почему две блокировки одного файла могут вести себя совершенно по-разному

В Linux есть несколько механизмов блокировки файлов. Наиболее часто встречаются flock() и fcntl().

На первый взгляд они делают одно и то же: не дают нескольким процессам одновременно работать с одним файлом.
Но внутри ядра это разные механизмы, поэтому блокировки могут вообще не замечать друг друга.

▪️flock блокирует сам файл

Простейший вариант:

flock /tmp/app.lock -c 'echo "working"; sleep 10'

Пока первый процесс держит блокировку, второй:

flock -n /tmp/app.lock -c 'echo "working"'

получит ошибку и сразу завершится из-за -n.
Часто этот механизм используют для защиты cron-задач:

flock -n /run/myjob.lock /usr/local/bin/myjob

▪️fcntl работает через диапазоны файла
Здесь можно блокировать не только весь файл, но и конкретный диапазон байтов.

На уровне C:

struct flock lock = {
    .l_type   = F_WRLCK,
    .l_whence = SEEK_SET,
    .l_start  = 0,
    .l_len    = 100
};

fcntl(fd, F_SETLK, &lock);

Можно заблокировать первые 100 байт, а другой процесс при этом сможет работать с другим диапазоном.

▪️Главная ловушка

Процесс A:

flock /tmp/test.lock

Процесс B использует fcntl() для того же файла.

Они не обязаны конфликтовать.

Причина в том, что flock и традиционные POSIX advisory locks через fcntl исторически используют разные пространства блокировок.
То есть наличие:

flock → locked

не означает автоматически:

fcntl → blocked

И наоборот.

▪️Обе блокировки advisory

Ни flock, ни fcntl сами по себе не запрещают процессу открыть и изменить файл.

Если приложение вообще не проверяет блокировку, оно может спокойно сделать:

echo "data" >> /tmp/file

Поэтому механизм работает только тогда, когда все участники системы договариваются его соблюдать.

▪️Есть ещё одна важная разница

Для flock блокировка связана с открытым file description. При fork() дочерний процесс наследует соответствующую блокировку.

У fcntl семантика другая: POSIX locks связаны с процессом и имеют собственные правила поведения при close().

Из-за этого без понимания модели владения FD легко получить ситуацию, когда один close() неожиданно освобождает блокировку.

▪️Практический вывод
Если нужно просто гарантировать, что cron или несколько экземпляров shell-скрипта не выполняются одновременно:

flock -n /run/myjob.lock /usr/local/bin/myjob

обычно достаточно.

Если приложение должно блокировать отдельные диапазоны файла или ему нужна POSIX-модель блокировок, используют fcntl().

И главное: нельзя считать flock и fcntl взаимозаменяемыми только потому, что оба называются file locking.

BashTex 📱 #bash #utils