20 天学 Python 文件操作：Day 17 文件锁与并发控制

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

在多线程或多进程环境中，文件的并发操作可能会引发数据冲突。文件锁机制可以有效避免这些问题。今天我们将学习如何在 Python 中实现文件锁和并发控制。

1. 什么是文件锁？

文件锁是一种机制，用于防止多个进程或线程同时修改同一文件。

常见的场景包括：

• 日志文件的写入。
• 临时文件的创建和使用。

2. 使用 fcntl模块实现文件锁（适用于类 Unix 系统）

示例代码：简单文件锁

import fcntl import time def write_with_lock(file_path, content): with open(file_path, 'a') as file: # 加锁 fcntl.flock(file, fcntl.LOCK_EX) print("Lock acquired, writing to file...") file.write(content + "\n") time.sleep(2) # 模拟长时间操作 # 解锁 fcntl.flock(file, fcntl.LOCK_UN) print("Lock released.") # 测试 write_with_lock("example.txt", "Hello, world!")

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!

3. 使用 filelock模块实现跨平台文件锁

filelock 是一个轻量级的第三方库，支持跨平台文件锁操作。

安装 filelock

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!pip install filelock

示例代码：使用 filelock实现文件锁

from filelock import FileLock import time def safe_write(file_path, content): lock = FileLock(file_path + ".lock") with lock: print("Lock acquired, writing to file...") with open(file_path, 'a') as file: file.write(content + "\n") time.sleep(2) # 模拟长时间操作 print("Lock released.") # 测试 safe_write("example.txt", "Hello, Python!")

4. 文件锁的高级用法

1. 阻塞与非阻塞锁

默认情况下，文件锁是阻塞的，即如果锁被占用，其他进程会等待直到锁被释放。你也可以设置为非阻塞模式。

示例代码：非阻塞锁

欢迎大家来到IT世界,在知识的湖畔探索吧!from filelock import FileLock, Timeout try: lock = FileLock("example.txt.lock", timeout=1) # 设置超时时间为 1 秒 with lock: print("Lock acquired.") time.sleep(3) except Timeout: print("Could not acquire the lock.")

2. 清理无效锁文件

当程序异常退出时，可能会留下无效的锁文件。可以在程序启动时检查并清理。

示例代码：清理锁文件

import os from filelock import FileLock lock_file = "example.txt.lock" if os.path.exists(lock_file): os.remove(lock_file) print(f"Removed stale lock file: {lock_file}")

5. 实践练习

1. 创建一个多线程程序，使用文件锁控制对同一文件的写入。
2. 在并发环境下使用 filelock 模块确保文件操作的安全性。
3. 编写脚本，模拟多进程对文件的竞争，观察文件锁的效果。

通过今天的学习，你已经了解了文件锁的基本概念和实现方法。明天我们将探索 Python 文件操作的更多高级技巧，敬请期待！