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本文轉載自微信公眾號「Linux開發那些事兒」，作者LinuxThings。轉載本文請聯系Linux開發那些事兒公眾號。   

在開發過程中，經常會使用shell腳本去完成定時備份的任務，普遍的做法是通過系統的定時任務定時執行備份腳本

設想這樣一種場景，本次備份時間到了，自動執行備份腳本，如果備份比較耗時的話，會一直持續到下一次備份時間到了還未結束，下次備份又會自動調用備份腳本，相當于同一時間有兩個進程在執行備份腳本，這可能會導致備份數據錯亂或其他不可預知的問題

更進一步，假如執行備份腳本消耗的時間遠大于設置的備份間隔的話，系統會出現多個同時在執行腳本的Bash實例，會占用大量的系統資源，進而影響正常業務程序的運行

那如何解決上述shell腳本重復執行的問題呢，本文將要介紹的 flock 命令可以解決這個問題

簡介

flock 是文件鎖命令，它可以保證Linux系統上進程之間安全的訪問臨界資源，在shell腳本中，可以用來控制邏輯的互斥性

實例1

現有腳本 a.sh, 內容如下

#!/bin/bash 
 
echo "[`date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`] begin pid:$$..." 
 
sleep 10 
 
echo "[`date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`] end pid:$$..." 

在終端(記為終端1)中執行 flock -xn ./f.lock -c ./a.sh 命令，結果如下

[tt@ecs-centos-7 lock_test]$ flock -xn ./f.lock -c ./a.sh  
[2020-12-10 10:10:45] begin pid:5359... 
[2020-12-10 10:10:55] end pid:5359... 

在上述命令執行期間，打開另一個終端(記為終端2)，執行同樣的命令，結果如下

[tt@ecs-centos-7 lock_test]$ flock -xn ./f.lock -c ./a.sh  
[tt@ecs-centos-7 lock_test]$ 

上面的命令 flock -xn ./f.lock -c ./a.sh 中

-x 選項是排他鎖，有時候也稱為寫鎖，這是默認選項

-n 選項是非阻塞，如果無法獲取鎖，立即返回失敗，而不是一直等待鎖的釋放

-c 選項后面是待執行的命令

終端1 中執行 flock -xn ./f.lock -c ./a.sh 命令，對 f.lock 文件加鎖，同時執行 ./a.sh 命令，執行過程會持續10秒左右( sleep 10 語句 )

由于終端2 中 flock -xn ./f.lock -c ./a.sh 命令是在 終端1 命令執行期間執行的，此時終端1 還未釋放 f.lock文件鎖，再加上 -n選項是非阻塞的，所以終端2 不會阻塞等待 f.lock 文件鎖，而是立即返回

終端2 如果執行 flock -x ./f.lock -c ./a.sh 命令，會一直阻塞等待，直到 終端1 釋放 f.lock 文件鎖，它才會獲取到 f.lock 文件鎖并開始執 ./a.sh 命令

實例2

實例1 中每次都需要執行 flock -xn 文件鎖 -c ./a.sh 命令，而且每個不能重復執行的腳本都要分配一個文件鎖，還得保證不同的腳本得使用不同名字的文件鎖

有沒有辦法做到只要執行 ./a.sh 命令就可以實現 實例1 中的功能呢?

答案：有的

我們把 a.sh 稍微修改下，修改之后的內容如下

1 #!/bin/bash 
 2  
 3  
 4 echo "[`date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`] 1111 pid:$$...MY_LOCK:${MY_LOCK}" 
 5  
 6 [ "${MY_LOCK}" != "$0" ] && exec env MY_LOCK="$0" flock -xn "$0" "$0" "$@" 
 7  
 8 echo "[`date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`] begin pid:$$...MY_LOCK:${MY_LOCK}" 
 9  
10 sleep 10 
11  
12 echo "[`date +'%Y-%m-%d %H:%M:%S'`] end pid:$$..." 

終端1 執行 ./a.sh 命令，輸出如下

[tt@ecs-centos-7 lock_test]$ ./a.sh 
[2020-12-10 14:11:35] 1111 pid:5944...MY_LOCK: 
[2020-12-10 14:11:35] 1111 pid:5946...MY_LOCK:./a.sh 
[2020-12-10 14:11:35] begin pid:5946...MY_LOCK:./a.sh 
[2020-12-10 14:11:45] end pid:5946... 

在終端1 命令執行期間，終端2 執行 ./a.sh 命令，輸出如下

[tt@ecs-centos-7 lock_test]$ ./a.sh 
[2020-12-10 14:11:44] 1111 pid:5976...MY_LOCK: 
[2020-12-10 14:11:44] 

新的 a.sh 腳本相比原來新增了第 4、6 兩行

第 4 行是日志打印

第 6 行說明

$0 是腳本名字,這里的值是 ./a.sh

$@ 是傳入 a.sh 腳本的所有參數

exec 會在當前進程執行它后面緊接著的命令，當前腳本進程原來還未執行完的命令不會執行了

[ "${MY_LOCK}" != "$0" ] 是判斷 MY_LOCK 環境變量是否和腳本名字( a.sh ) 相同

如果不同，就執行 env MY_LOCK="$0" 命令 和 flock -xn "$0" "$0" "$@" 命令

env MY_LOCK="$0" 設置環境變量 MY_LOCK 的值為腳本名字

flock -xn "$0" "$0" "$@" 其實就是 flock -xn ./a.sh ./a.sh，它使用當前腳本名字作為文件鎖

實例2 中，執行 ./a.sh 命令之后，當運行到第 6 行時，MY_LOCK 變量是空值，所以 [ "${MY_LOCK}" != "$0" ] 的結果為 true

exec 命令會忽略掉后面未執行的命令，也即在當前shell進程中 第 6 行之后的命令都不會執行了

緊接著, exec env MY_LOCK="$0" flock -xn "$0" "$0" "$@" 命令， 把 MY_LOCK 變量的值設置為當前腳本名字 ./a.sh ，同時執行 flock -xn "$0" "$0" "$@"命令，此命令會在一個新的子shell中執行 ./a.sh ，所以腳本后續的輸出中打印的進程ID和開始時不一樣

同時，由于在 flock -xn "$0" "$0" "$@" 之前執行過 env MY_LOCK="$0"，MY_LOCK 變量的值被設置為了 ./a.sh, 所以 flock -xn "$0" "$0" "$@" 命令重新執行 ./a.sh 命令時， 腳本第 6 行的 [ "${MY_LOCK}" != "$0" ] 的結果為 false, 第 6 行 exec 后面的命令不會執行，腳本接著從第 7 行一直執行到最后， 結果輸出 8 和 12 行的日志也說明腳本執行完了

總結

實例1 和 實例2 提供了兩種解決 腳本重復執行的 方式，主要都是利用 flock 命令設置文件鎖來實現的，實例2 的方式更簡單，只需要在腳本開頭加上 [ "${MY_LOCK}" != "$0" ] && exec env MY_LOCK="$0" flock -xn "$0" "$0" "$@" 語句，調用腳本的命令保持不變

更多關于 flock 命令的選項及用法可以通過 man flock 自行查看