Python中基于文件锁的进程间通信实现详解

在Python中，可以使用文件锁来实现进程间的通信。文件锁是一种同步机制，可以确保在同一时间只有一个进程可以访问共享资源。

下面是一个基于文件锁的进程间通信的示例代码：

import fcntl
import os
import time

# 定义文件路径
lockfile = '/tmp/my_lockfile'
datafile = '/tmp/my_datafile'

# 确保锁文件存在
if not os.path.exists(lockfile):
    with open(lockfile, 'w') as f:
        pass

# 确保数据文件存在
if not os.path.exists(datafile):
    with open(datafile, 'w') as f:
        pass

# 获取锁
def acquire_lock():
    f = open(lockfile, 'w')
    fcntl.flock(f, fcntl.LOCK_EX)
    return f

# 释放锁
def release_lock(f):
    fcntl.flock(f, fcntl.LOCK_UN)
    f.close()

# 写入数据
def write_data(data):
    f = acquire_lock()
    with open(datafile, 'a') as f:
        f.write(data)
    release_lock(f)

# 读取数据
def read_data():
    f = acquire_lock()
    with open(datafile, 'r') as f:
        data = f.read()
    release_lock(f)
    return data

# 进程1写入数据
write_data('Hello, World! ')

# 进程2读取数据
print(read_data())

# 进程3写入数据
write_data('How are you? ')

# 进程4读取数据
print(read_data())

这个示例程序创建了一个锁文件和一个数据文件。写入数据的进程通过获取锁来保证只有一个进程可以访问数据文件，然后写入数据。读取数据的进程也需要获取锁，确保数据文件不被同时读取。

在Python中，可以使用fcntl模块的flock函数来获取和释放文件锁。flock函数有两个参数， 个参数是文件对象，第二个参数是锁定的操作。fcntl.LOCK_EX表示独占锁，可阻塞等待，直到获取文件锁；fcntl.LOCK_UN表示解锁。获取锁和释放锁之间的代码块就是临界区，只有一个进程可以执行这段代码。

通过使用文件锁，可以实现进程间的同步和互斥，确保共享资源的正确访问。在上面的示例中，只有一个进程可以同时访问数据文件，避免了数据写入的冲突。同时，在实际应用中，可以根据需求修改代码，以适配不同的进程间通信场景。