Shell 腳本防重複運行實戰：鎖文件機制與 trap 信號處理

定時任務（cron）執行的備份/同步腳本若上次未結束就觸發下次，會導致數據衝突、資源耗盡。本文從簡單鎖文件演進到原子操作 noclobber + trap 信號清理的健壯方案，並分析邊界情況。

演進歷程

版本 1：簡單鎖文件（有競態條件）

LOCK="/tmp/my.lock"
[[ -e $LOCK ]] && { echo "re-entry, exiting"; exit 1; }
touch $LOCK
# 正常業務邏輯
rm -f $LOCK

缺陷：[[ -e ]] 和 touch 非原子，兩進程同時通過檢查；腳本異常退出遺留鎖文件導致永久阻塞。

版本 2：原子創建 + 信號清理（生產就緒）

LOCK="/tmp/my.lock"
if ( set -o noclobber; echo "$$" > "$LOCK" ) 2>/dev/null; then
    trap 'rm -f "$LOCK"; exit $?' INT TERM EXIT
    # 正常業務邏輯
    rm -f "$LOCK"
    trap - INT TERM EXIT
else
    echo "Failed to acquire lock: $LOCK. Held by $(cat $LOCK)"
    exit 1
fi

關鍵技術解析

信號處理詳解

• INT：用戶按 Ctrl+C 中斷腳本
• TERM：kill -TERM PID 優雅停止
• EXIT：腳本正常結束（包括 exit、執行完畢）
• 無法捕獲：kill -9 (SIGKILL) 內核直接終止，無法執行 trap

邊界情況應對

• 系統崩潰/斷電：重啟後 /tmp 通常清空，鎖自動釋放
• NFS 共享鎖文件：需使用 flock 或 fcntl 鎖，普通文件鎖不可靠
• 多實例不同參數：鎖文件名包含參數哈希 /tmp/my_${param_hash}.lock

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