filelock , 一個神奇的 Python 庫
作者：老朱2000
filelock 是一個 Python 第三方庫，用于實現跨平臺的文件鎖功能。它允許多個線程或進程在訪問共享文件時進行互斥操作，避免并發寫入等問題導致的數據混亂。
filelock 是一個 Python 第三方庫，用于實現跨平臺的文件鎖功能。它允許多個線程或進程在訪問共享文件時進行互斥操作，避免并發寫入等問題導致的數據混亂。
安裝
pip install filelock特性
- 支持基于文件的鎖定機制
- 提供了上下文管理器來自動管理鎖的獲取和釋放
- 支持超時機制，防止死鎖情況發生
- 可以管理多個文件的鎖定狀態
基礎示例
from filelock import FileLock
# 定義鎖文件（通常是在目標文件后加.lock）和數據文件
lock_file = "data.txt.lock"
data_file = "data.txt"
# 創建一個鎖對象
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塊結束后自動釋放data.txt.lock 是鎖文件的名稱。當獲取文件鎖時，會創建這個文件，釋放鎖時，會刪除這個文件（如果文件系統支持刪除操作，否則可能只是釋放鎖，文件仍然存在）。
(1) 非阻塞鎖
通過設置鎖的timeout超時時間為0，設置為非阻塞鎖
try:
# 設置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() # 務必在finally中釋放鎖，避免死鎖實際應用
(1) 數據庫連接池中的文件鎖定
在數據庫連接池的實現中，通常會使用文件鎖來控制對數據庫連接文件的并發訪問。
from filelock import FileLock
# 創建數據庫連接池文件鎖
db_lock = FileLock("db_pool.lock")
# 獲取數據庫連接
def get_db_connection():
with db_lock:
# 在鎖定范圍內執行獲取數據庫連接的操作
print("獲取數據庫連接")
# 返回數據庫連接對象
return db_connection使用文件鎖 db_lock 來控制對數據庫連接池文件的并發訪問，確保同一時間只有一個線程可以獲取數據庫連接。
(2) 多線程/多進程環境下的文件訪問控制
在多線程或多進程的環境中，文件鎖可以用來控制對共享文件的并發訪問，避免數據競爭和沖突。
from filelock import FileLock
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
# 創建文件鎖
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:
# 在鎖定范圍內執行文件寫入操作
with open("shared_file.txt", "a") as file:
file.write(data + "\n")
# 創建線程池
executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=5)
# 提交多個寫入任務
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來控制多線程環境下對共享文件的并發寫入操作，確保數據寫入的安全性和一致性。
(3) 日志文件的并發寫入控制
在日志系統中，多個進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訪問，避免日志信息錯亂和丟失
from filelock import FileLock
import logging
# 創建日志文件鎖
log_lock = FileLock("app.log.lock")
# 配置日志系統
logging.basicConfig(level=logging.INFO, format='%(asctime)s - %(levelname)s - %(message)s')
# 寫入日志信息的函數
def write_log_message(message):
with log_lock:
# 在鎖定范圍內執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寫入操作，確保日志信息按照正確的順序寫入文件中。
注意事項
- 文件鎖并不是 100% 安全的。在某些極端情況下，如系統崩潰等，可能會導致文件鎖狀態不一致。
- 不同操作系統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，因為需要不斷地獲取和釋放鎖。在這種情況下，可以考慮優化文件操作邏輯，盡量減少鎖的使用頻率。
責任編輯：趙寧寧
來源：
程序員老朱
