导语：在多进程共享的应用程序中，通过“锁”来对同一个计算资源进行协同是非常常见的做法，无论在单机或多机系统、数据库、文件系统中，都需要依赖“锁”机制来避免并发访问导致的不确定结果。文件锁的优势显而易见，但它的弊端又是什么呢？今天，我们就来讲讲文件锁背后的利与弊。
什么是文件锁？
文件锁指的是，把某个文件锁定，除了当前进程能访问以外，别的进程不能访问该文件。进而又分为读锁和写锁，读锁又名共享锁，它可以用于防止进程读取的文件记录被更改。同时，文件记录可以设置多个读锁，但当有一个读锁存在时，就不能在该记录处设置写锁。写锁又名互斥锁，它用来保证文件更改记录时不被干扰，确保文件一致性和完整性，防止写丢失或读“脏”数据。文件锁可以说是，文件系统的最基本特性之一，应用程序借助文件锁可以控制其他应用对文件的并发访问。
文件锁作为一种互斥机制，可确保多个进程以安全的方式读取/写入同一个文件。之所以要对这些多进程业务进行控制，就是因为这些进程的调度是不可预期的，这种时序上的不可预期会对同一个文件资源产生竞争性访问，从而带来预料之外的结果。
为了帮助大家更好地理解，我们举一个🌰：
假设，我们有一个叫“account.dat”的文件，用于存储账户余额，里面现在有“200”的初始值。这时，在并发系统中有两个进程，它们将要更新文件中的余额值：
- 进程 A：读取当前值，减去 20，然后将结果保存回文件中；
- 进程 B：读取当前值，加 80，然后将结果写回到文件中。
如果用小学生常用的加减法来计算，那么我们将会获得 200-20+80=260 的余额 。但是，如果进程没有按照预期顺序执行，我们可能会收获不一样的结果：
1、进程 A 读取文件的当前值（200），并准备进行进一步的计算；
2、这时，进程 B 读取相同的文件并获得当前余额（200）；
3、进程 A 计算 200-20 并将结果 180 保存回文件；
4、进程 B 不知道余额已更新。因此，它仍将使用过时的值 200 计算 200 + 80，并将结果 280 写入文件。这时，我们的 account.dat 文件中保存的余额就是 280。
由于分布式文件系统主要用于多个客户端中共享文件，客户端的应用程序并发访问文件是很常见的操作，在实际应用中，渲染、HPC 等业务都需要使用到文件锁，锁的支持对分布式文件系统而言至关重要。
如果你触发到文件锁的限制导致报错，那么头疼的问题来了，它会反复报错，而你还拿它没办法。现在，优锘科技正在面临这样的问题。
优锘科技是数字孪生可视化领域的先行者及践行者，通过可视化的手段对实体对象进行仿真、监测、分析和控制，致力于通过数字孪生可视化技术，帮助人们更好地认知与管理现实世界。
近年，随着数字孪生不断发展，有效帮助企业提升透明度与可见性，强化管理者的控制能力。在此机遇下 ，优锘科技打造了数字孪生体系，其包含自研的渲染引擎 T3D 和基于 WebGL 的物理引擎、一系列 2D&3D 的工具、业务配置工具、各类现成可用的资源，以及生态空间，方便多方满足数字孪生个性化需求。借助数字孪生技术，我们在一定程度上摆脱现实的束缚，在虚拟环境下开展一系列纯数字形式的研究。在满足了企业对数字孪生技术的要求，优锘科技旨在进一步提升企业用户使用体验，加强优锘科技技术底座。
面临挑战：优锘遇上文件锁，技术实力“被封锁”
原先，优锘科技在公有云上已经部署了数字孪生平台，并以 SaaS 的形式为用户提供服务。每个用户在使用过程中，会创建一套自己的环境，其中包括 1 套软件和 2 个 NFS 挂载点。在整个过程中，如果用户使用云上原生的文件系统时，创建并初始化 200 个 pod，那么就会因为触发文件锁限制而报错，导致用户需求无法得到满足。文件锁“锁住”的不仅仅是避免并发访问导致的不确定结果，更是“锁住”了优锘发展的脚步。
“我们曾经调研过很多公有云平台，文件锁基本都在 8192，想过很多种办法都无法解决它。”优锘科技技术人员认为，“这是一个迫在眉睫的问题，如果不能解决，我们将很难对产品进一步升级。”
在深度还原客户实际工作场景，进行细致的观察和推导后，焱融团队认为当务之急是对存储架构进行升级，提升其存储集群性能和存储通量。焱融科技在优锘科技私有化部署 YRCloudFile 存储集群，客户端通过 NFS 挂载存储的方式，让文件系统实现无文件锁，打破同时打开文件数量和并发数量等方面的限制，使技术人员顺利创建并启动 300 个环境。
除了文件锁，YRCloudFile 集群提供的 IOPS 和带宽也得到了优锘科技的认可。YRCloudFile 可以提供千万级别以上的 IOPS，百 GB 的吞吐带宽，后期可根据客户需求灵活扩展，解决了原先存储性能较低、难以扩展、资源利用率低等问题。
同时，优锘科技的要求远不止于此。为了寻求更高的技术标准，优锘科技还需要做到业务连续性。焱融科技基于优锘科技的工作特点，通过分布式架构配合负载均衡的方式，实现统一路径挂载，存储节点均摊业务压力和数据落点。当存储节点出现故障时，保障数据逻辑路径不受影响，让业务层无感知底层存储变化，依旧照常工作，最大化保证业务连续性。此外，YRCloudFile 为其提供了标准 NFS 和私有客户端访问的方式，利用私有化部署的优势，满足客户对数据安全性的要求。
高性能、高灵活性、安全性兼顾，数字孪生未来存储之选
在焱融科技的定制化解决方案帮助下，优锘科技的工作效率和客户好评率有了显著的飞跃。如今，优锘科技实现了数据资源集中管理、技术灵活落地和高效部署的改造目标。
优锘科技表示，此次与焱融科技的合作，企业实现了技术实力的突破，存储架构的升级，让企业的技术体验更上一层楼，从而能够更好地为更多企业用户提供卓越、高效率、安全和满意的数字孪生解决方案，奠定了未来优锘科技的 IT 基础设施的建立，为业务提供更坚实的后盾。
- 存储难题有方法：通过焱融科技 YRCloudFile 私有化部署，经过客户模拟测试，成功创建并启动 300 个环境，解决了原本触发文件锁限制而报错的问题；
- 部署与运维简单：短期内即可完成私有化部署，快速落地应用，且后续生产环境上线后，焱融科技技术人员随时支持运维服务，降低企业员工后期维护压力；
- 升级业务不停摆：焱融科技 YRCloudFile 采用了分布式架构，最大化保障业务排期正常运行。后续随着企业发展，可自由横向水平扩展，更加满足企业未来的存储需求。
焱融科技通过深入优锘科技，观察存储系统在实际应用场景中的状态，发现症结，优化参数、结合场景问题真正帮助优锘科技解决痛点，提升存储技术水平。
对于走在技术前沿的企业来说，基础设施建设尤为重要，基础设施作为产业中的关键支撑环节，基础架构在建设过程中需要在保证成本的情况下，满足企业更多的建设诉求。
焱融科技 YRCloudFile 具备高性能、部署迅速、管理便捷、安全性高、可私有化部署等优势，卓越的产品性能，在兼顾性能和可靠性的同时，让企业存储架构更上一层楼，成为对技术有高要求的企业存储架构升级的最有解之一。
