filelock , 一個神奇的 Python 庫
filelock 是一個 Python 第三方庫，用于實(shí)現(xiàn)跨平臺的文件鎖功能。它允許多個線程或進(jìn)程在訪問共享文件時進(jìn)行互斥操作，避免并發(fā)寫入等問題導(dǎo)致的數(shù)據(jù)混亂。
安裝
pip install filelock特性
- 支持基于文件的鎖定機(jī)制
- 提供了上下文管理器來自動管理鎖的獲取和釋放
- 支持超時機(jī)制，防止死鎖情況發(fā)生
- 可以管理多個文件的鎖定狀態(tài)
基礎(chǔ)示例
from filelock import FileLock
# 定義鎖文件（通常是在目標(biāo)文件后加.lock）和數(shù)據(jù)文件
lock_file = "data.txt.lock"
data_file = "data.txt"
# 創(chuàng)建一個鎖對象
lock = FileLock(lock_file)
# 使用with語句獲取鎖（阻塞直到獲取鎖）
with lock:
with open(data_file, "a") as f:
f.write("新條目\n")
# 鎖會在with塊結(jié)束后自動釋放data.txt.lock 是鎖文件的名稱。當(dāng)獲取文件鎖時，會創(chuàng)建這個文件，釋放鎖時，會刪除這個文件（如果文件系統(tǒng)支持刪除操作，否則可能只是釋放鎖，文件仍然存在）。
(1) 非阻塞鎖
通過設(shè)置鎖的timeout超時時間為0，設(shè)置為非阻塞鎖
try:
# 設(shè)置timeout=0表示非阻塞，如果獲取不到鎖立即拋出Timeout異常
with lock.acquire(timeout=0):
with open(data_file, "a") as f:
f.write("快速更新\n")
except Timeout:
print("鎖被占用，稍后再試。")(2) 手動控制鎖
lock.acquire() # 獲取鎖（阻塞）
try:
with open(data_file, "a") as f:
f.write("手動加鎖\n")
finally:
lock.release() # 務(wù)必在finally中釋放鎖，避免死鎖實(shí)際應(yīng)用
(1) 數(shù)據(jù)庫連接池中的文件鎖定
在數(shù)據(jù)庫連接池的實(shí)現(xiàn)中，通常會使用文件鎖來控制對數(shù)據(jù)庫連接文件的并發(fā)訪問。
from filelock import FileLock
# 創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫連接池文件鎖
db_lock = FileLock("db_pool.lock")
# 獲取數(shù)據(jù)庫連接
def get_db_connection():
with db_lock:
# 在鎖定范圍內(nèi)執(zhí)行獲取數(shù)據(jù)庫連接的操作
print("獲取數(shù)據(jù)庫連接")
# 返回數(shù)據(jù)庫連接對象
return db_connection使用文件鎖 db_lock 來控制對數(shù)據(jù)庫連接池文件的并發(fā)訪問，確保同一時間只有一個線程可以獲取數(shù)據(jù)庫連接。
(2) 多線程/多進(jìn)程環(huán)境下的文件訪問控制
在多線程或多進(jìn)程的環(huán)境中，文件鎖可以用來控制對共享文件的并發(fā)訪問，避免數(shù)據(jù)競爭和沖突。
from filelock import FileLock
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
# 創(chuàng)建文件鎖
file_lock = FileLock("shared_file.txt.lock")
# 多線程處理文件寫入操作
def write_to_file(data):
with file_lock:
# 在鎖定范圍內(nèi)執(zhí)行文件寫入操作
with open("shared_file.txt", "a") as file:
file.write(data + "\n")
# 創(chuàng)建線程池
executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=5)
# 提交多個寫入任務(wù)
data_list = ["Data 1", "Data 2", "Data 3", "Data 4", "Data 5"]
for data in data_list:
executor.submit(write_to_file, data)使用文件鎖file_lock來控制多線程環(huán)境下對共享文件的并發(fā)寫入操作，確保數(shù)據(jù)寫入的安全性和一致性。
(3) 日志文件的并發(fā)寫入控制
在日志系統(tǒng)中，多個進(jìn)程或線程同時寫入日志文件時，可以使用文件鎖來控制對日志文件的并發(fā)訪問，避免日志信息錯亂和丟失
from filelock import FileLock
import logging
# 創(chuàng)建日志文件鎖
log_lock = FileLock("app.log.lock")
# 配置日志系統(tǒng)
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')
# 寫入日志信息的函數(shù)
def write_log_message(message):
with log_lock:
# 在鎖定范圍內(nèi)執(zhí)行寫入日志信息的操作
logging.info(message)
# 測試寫入日志信息
write_log_message("This is a log message.")使用文件鎖log_lock來控制對日志文件的并發(fā)寫入操作，確保日志信息按照正確的順序?qū)懭胛募小?/p>
注意事項(xiàng)
- 文件鎖并不是 100% 安全的。在某些極端情況下，如系統(tǒng)崩潰等，可能會導(dǎo)致文件鎖狀態(tài)不一致。
- 不同操作系統(tǒng)對文件鎖的支持方式可能有所不同。filelock 庫盡量屏蔽了這些差異，但在使用時還是需要注意潛在的兼容性問題。
- 對于頻繁的文件讀寫操作，文件鎖可能會帶來一定的性能開銷，因?yàn)樾枰粩嗟孬@取和釋放鎖。在這種情況下，可以考慮優(yōu)化文件操作邏輯，盡量減少鎖的使用頻率。
