面试题：Bash文件锁定的复杂场景应用

Question

假设你有一个Bash脚本，需要对多个相关文件进行操作，为确保数据一致性，要求在所有文件操作完成前，其他脚本不能访问这些文件。请阐述实现该文件锁定与同步机制的思路，并给出核心代码片段，同时说明如何处理锁定失败的情况。

Answer 1

实现思路

1. 使用文件锁：在Bash脚本中，可以利用flock命令来实现文件锁定。flock通过对一个锁文件进行操作来实现对相关资源（这里是多个文件）的锁定。当一个脚本获取到锁时，其他脚本尝试获取同一把锁会被阻塞，直到锁被释放。
2. 同步机制：将需要操作的多个文件相关操作放在获取锁之后，释放锁之前，这样就能确保在这些文件操作完成前，其他脚本无法访问这些文件，从而保证数据一致性。

核心代码片段

# 锁文件路径
LOCK_FILE="/tmp/your_lock_file.lock"

# 获取锁
if flock -x -w 10  $LOCK_FILE; then
    # 这里开始进行对多个相关文件的操作
    echo "已获取锁，开始操作文件"
    # 示例文件操作，比如复制文件
    cp file1.txt file1_backup.txt
    cp file2.txt file2_backup.txt
    # 操作完成，释放锁
    flock -u $LOCK_FILE
    echo "文件操作完成，释放锁"
else
    echo "获取锁失败，等待超时"
fi

处理锁定失败的情况

1. 等待重试：在上述代码中，flock -w 10 表示等待10秒获取锁，如果10秒内未获取到锁，flock命令会返回失败。可以通过循环机制来多次尝试获取锁，例如：

LOCK_FILE="/tmp/your_lock_file.lock"
retry_count=0
max_retries=5
while true; do
    if flock -x -w 5 $LOCK_FILE; then
        echo "已获取锁，开始操作文件"
        # 文件操作
        flock -u $LOCK_FILE
        echo "文件操作完成，释放锁"
        break
    else
        retry_count=$((retry_count + 1))
        if [ $retry_count -ge $max_retries ]; then
            echo "多次重试获取锁失败，退出"
            break
        else
            echo "获取锁失败，等待5秒后重试，重试次数: $retry_count"
            sleep 5
        fi
    fi
done

2. 记录日志并退出：在获取锁失败时，记录详细的日志信息，包括当前时间、失败原因等，并根据业务需求决定是否退出脚本。例如：

LOCK_FILE="/tmp/your_lock_file.lock"
if flock -x -w 10  $LOCK_FILE; then
    echo "已获取锁，开始操作文件"
    # 文件操作
    flock -u $LOCK_FILE
    echo "文件操作完成，释放锁"
else
    echo "$(date): 获取锁失败，等待超时" >> /var/log/your_script.log
    exit 1
fi

这样通过记录日志，可以方便后续排查问题，而退出脚本则可以避免因未获取到锁而导致的数据不一致问题。