使用文件锁进行进程间同步
文件锁的作用主要是控制多个进程间对同一个文件进行读写并发、数据读写完整性的控制。
假如有这样的一个问题，看是否可以使用文件锁进行解决。问题可以这样来描述，有N个进程需要同时处理M个目录下面的文件，要求将M个目录分配给N个进程实例，然后每个进程可以处理单个目录下面的所有文件。那么，如何让N个进程自行分配M个目录呢？
使用文件锁的总体思路
可以使用文件锁来达到任务自动分配的目的。整体思路是这样子的
- 在M个目录同级创建一个共享文件f，文件f中存储了这M个目录的所有信息。
- N个进程通过文件锁的方式去争抢文件f，当争抢到后从f中取出一个目录信息，从文件中删除该目录，然后释放文件锁，去处理目录下面的文件。
- 重复步骤2，直接文件f里的所有任务都分配完毕，文件f大小为0。
- 删除文件f。
在第一步中，文件f的创建也是由N个进程通过争抢方式来创建的，
- 如果进程1发现文件f不存在，那么尝试去创建文件f。创建文件可能失败，表明其他进程已经创建，忽略错误即可，继续向下运行，尝试去获得文件锁，等待文件f内容填充完毕后争抢任务；
- 如果进程1发现文件f已经存在，那么说明其他进程已经创建文件f，并向文件中写入所有目录的信息。则进程1尝试去获得文件锁，等待文件f内容填充完毕后争抢任务；
一旦文件f确实创建了，并且保存了所有要分配的M个目录信息，那么接下来，N个进程就可以使用文件锁的方式争抢M个目录了。直到所有目录都争抢完毕，任务处理完成后，某个进程将文件f删除了即可。
问题1：中间文件f的管理
在实际的生产环境中，中间文件f是要进行管理的，即创建、使用完成之后需要删除。其中，最关键的是删除操作。文件的删除操作需要考虑如下几个场景：
- 正常使用完成后，需要删除此文件
- 在事务commit/abort两情况下，需要删除此文件
- 进程崩溃掉之后，需要删除此文件
在上面三种场景下，处理删除文件的策略各有不同，第一种情况是非异常情况可以不用太关心。第二种情况下，事务回滚情况下，文件的删除要依赖于事务回滚机制进行，否则就需要完善事务回滚的机制了。第三种情况中，可以在进程重启过程中处理这个问题。
问题2：设计方案的缺陷
使用文件锁处理任务分配这类问题，如果不考虑性能的话，从功能完善上讲需要慎重考虑由于文件f删除而带来的问题。简单来讲，该方案使用文件锁的一个基本前提条件是， N个进程可以同时探测到共享文件f的存在。这个前提条件一旦破坏，那么设计方案就会有严重的问题。考虑一个极端的情况，描述如下（假设总共有3个进程）：
- 进程1探测到文件f不存在，创建文件，填充目录信息（M=1），处理目录下的文件，然后把文件f删除了；
- 进程2此时才开始处理，同样探测到文件f不存在，所以将进程1的事情重复做了一次；
- 进程3此时才开始处理，同样探测到文件f不存在，所以将进程2的事情重复做了一次；
可以看到，在极端情况下，任务分配会出现重复N次的问题。其实，中间文件f的删除引入的问题不止如此，在实际的编码过程中，对于文件读写IO的返回值时刻要关注“文件可能被删除的问题”。那么，从问题的界定来讲，就会引入另一个问题：文件IO的错误是由于预期中的删除操作引起的，还是由于磁盘IO本身确定发生了错误。这就得再增加额外的手段，先确定是否发生了IO问题。
小结
文件锁应用于进程间同步时，文件的删除操作会引入许多问题，其中一个问题是致命的、无解的。所以，文件锁并不适用于这种场景的解决方案。可以采取两种方法来解决：
- 使用持久化的文件，不对文件进行删除
- 使用替代方案，避免引入中间文件操作