Ubuntu 22.04测试Linux强制文件锁失败，如何获取强制锁？

问题描述 #

在Ubuntu 22.04.2 LTS系统中测试Linux强制锁，执行了以下操作：

• 挂载分区并启用强制锁：mount /dev/vgg1/lvv11 /u03 -o mand
• 设置文件组SGID位：chmod g+s /u03/datafile.dbf
• 移除文件组执行权限：chmod g-x /u03/datafile.dbf

随后通过C代码调用fcntl设置区域写锁：

struct flock lock;
// 省略初始化代码

fd = open("/u03/datafile.dbf", O_RDWR);
lock.l_type = F_WRLCK;
lock.l_start = 40;
lock.l_whence = SEEK_SET;
lock.l_len = 12;
err = fcntl(fd, F_SETLK, &lock);

但执行lslocks查看锁信息时，显示锁类型为POSIX而非预期的强制锁：

COMMAND            PID  TYPE SIZE MODE  M START END PATH
llock           466440 POSIX 378B WRITE 0    40  51 /u03/datafile.dbf
cron            130607 FLOCK   7B WRITE 0     0   0 /run/crond.pid

需要明确：如何正确配置并验证强制锁生效？

解决说明 #

首先要明确：强制锁（Mandatory Locking）是基于POSIX锁机制的内核强制管控逻辑，lslocks仍会将其标注为POSIX类型，不能仅通过TYPE字段判断是否为强制锁，需验证实际的阻塞效果。

若强制锁未实际生效，需检查以下几点：

1. 确认文件系统支持强制锁 #

并非所有文件系统默认支持强制锁，以ext4为例，需确保挂载时已添加mand参数，可通过以下命令验证：

mount | grep /u03

输出中需包含mand关键字。同时检查内核配置是否开启强制锁支持：

zcat /proc/config.gz | grep CONFIG_MANDATORY_FILE_LOCKING

结果应为CONFIG_MANDATORY_FILE_LOCKING=y，否则需重新编译内核开启该选项。

2. 验证文件权限配置正确性 #

强制锁要求文件同时满足：

• 组SGID位（g+s）已设置
• 组执行权限（g-x）已移除

执行以下命令查看文件权限：

ls -l /u03/datafile.dbf

正确的权限格式应显示为-rw-r-Sr--（大写S表示SGID位存在但无组执行权限）。

3. 验证强制锁的实际生效效果 #

强制锁的核心是内核阻止其他进程访问被锁定的区域，验证步骤：

1. 启动进程A运行你的加锁代码，保持进程处于运行状态（不退出）；
2. 打开新终端，运行进程B尝试写入被锁定的区域：

   dd if=/dev/zero of=/u03/datafile.dbf bs=1 count=12 seek=40
   

3. 若进程B被阻塞（无输出且无法终止，需用Ctrl+C中断），说明强制锁已生效；若进程B直接完成写入，则强制锁未生效。

额外注意事项 #

• 强制锁仅对普通文件生效，不支持目录、设备文件等特殊文件；
• 仅本地文件系统支持强制锁，NFS等网络文件系统无法使用；
• 若使用O_TRUNC标志打开文件，会清除已存在的强制锁；
• 强制锁的优先级低于文件权限，若进程对文件无读写权限，即使无锁也无法访问。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者tahzibi.jafar