如何保证只有一个进程实例

在编写服务进程的时候，经常有这样一个需求：保证服务进程只有一个实例在运行。

为实现这个简单的功能，有下面各种常见的实现方式：

1. 通过已知的进程名，来查询是否有同名的进程正在运行。可以利用proc，也可以读取ps的输出等；

2. 利用pid文件，这也是linux各种服务常见的实现方式：

服务进程启动的时候，首先在指定目录下，一般为/var/run/，查找是否已经存在对应该进程的pid文件。
如果已经存在，表明有同样的进程在运行。但是也许该进程意外崩溃，所以需要进一步检查。读取该pid文件，获得pid。
然后再利用确定该pid的进程是否存在。如存在，是否为同名进程。

上面两种方式，是我以前常用的方法。后来，我更倾向于下面这种利用flock文件锁的方式。

闲话不说，见代码：

#include <stdio.h>

#include <string.h>
#include <stdlib.h>

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>
#include <sys/file.h>
#include <unistd.h>

#include <my_basetype.h>

static int g_single_proc_inst_lock_fd = -1;

static void single_proc_inst_lockfile_cleanup(void)
{
if (g_single_proc_inst_lock_fd != -1) {
close(g_single_proc_inst_lock_fd);
g_single_proc_inst_lock_fd = -1;
}
}

B_BOOL is_single_proc_inst_running(const char *process_name)
{
char lock_file[128];
snprintf(lock_file, sizeof(lock_file), "/var/tmp/%s.lock", process_name);

g_single_proc_inst_lock_fd = open(lock_file, O_CREAT|O_RDWR, 0644);
if (-1 == g_single_proc_inst_lock_fd) {
fprintf(stderr, "Fail to open lock file(%s). Error: %sn",
lock_file, strerror(errno));
return B_FALSE;
}

if (0 == flock(g_single_proc_inst_lock_fd, LOCK_EX | LOCK_NB)) {
atexit(single_proc_inst_lockfile_cleanup);
return B_TRUE;
}

close(g_single_proc_inst_lock_fd);
g_single_proc_inst_lock_fd = -1;
return B_FALSE;

}

注：这个代码由我自定义的类型，如B_BOOL。感兴趣的同学，可以自行更改。

is_single_proc_inst_running为关键函数，返回true，则表明只有一个进程实例在运行（本进程）。返回false则表明已有同名进程在运行了。

利用非阻塞的文件锁，对相应的文件进行上锁。成功获得文件锁的时候，就排斥了其它实例再次拿锁。在进程退出时，无论是正常退出还是意外崩溃的时候，Linux内核本身都会关闭该文件描述符。

当文件关闭时，文件锁都会被释放。这样新的服务进程可以再次启动。

但是我在写这个代码时，还是利用atexit，实现了对该文件描述符的关闭。即使加了这个不必要的实现，这份代码仍然比最早提出的两种方式要简单的多。

这份代码没有考虑多线程竞争，因为没有必要。一般来说，检测进程唯一实例应该是在进程刚刚启动的时候。那时，应该只有一个线程。

希望大家对这个实现提意见，或者分享你的方法。

IT69

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