Захват ділянок файлів

Семафори зручні при синхронізації доступу до єдиного ресурсу, такому як принтер або неділима структура даних. Якщо ж нам потрібна синхронізація доступу до ресурсу, що має внутрішню структуру, наприклад до файлу з базою даних, краще використовувати інші методи.
Якщо говорити саме про файл, виявляється зручним блокувати доступ до ділянок файлу. При цьому доцільно ввести двох типів захватів: для читання і для запису. Захват для читання дозволяє іншим ниткам читати із заблокованої ділянки і навіть ставити туди таке ж блокування, але забороняє писати в цю ділянку і, тим більше, блокувати його для запису. Цим досягається упевненість в тому, що структури даних, що прочитуються із захопленої ділянки, ніким не модифікуються, тому гарантована їх цілісність і несуперечність.
У свою чергу захват для запису забороняє всім, окрім нитки, що встановила його, будь-який доступ до заблокованої ділянки файлу. Це означає, що дана ділянка файлу зараз модифікуватиметься, і цілісність даних в нім не гарантована.

Блокування ділянок файлу в Unix
Захват ділянок файлу як засіб синхронізації був відомий ще з 60-х років, але в тому вигляді, який описаний в стандартах ANSI і POSIX, він був реалізований в ОС UNIX на початку 70-х.
У UNIX можливі два режими захвату: допустима (advisory) і обов'язкова (mandatory). Як та, так і інше блокування може бути блокуванням читання або запису. Допустиме блокування є "блокуванням для чесних": вона не робить впливу на підсистему введення-виводу, тому програма, не перевіряюча блокувань або що ігнорує їх, зможе писати або читати із заблокованої ділянки без проблем. Обов'язкове блокування вимагає великих накладних витрат, але забороняє фізичний доступ до файлу: читання або запис, залежно від типа блокування.
При роботі із структурами даних, що розділяються, в ОЗУ було б зручно мати аналогічні засоби, але їх реалізація веде до великих накладних витрат, навіть на системах з віртуальною пам'яттю, тому жодна з відомих авторові систем таких засобів не має. Бібліотека POSIX threads надає своєрідну форму мутекса, read/write lock, який, як і описані файлові примітиви, може бути багато разів захоплений для читання і лише однократно — для запису. Проте ми повинні заводити такий примітив для кожної одиниці ресурсу, що розділяється, і не можемо одним викликом захопити відразу багато подібних одиниць.
Втім, в сучасних версіях системи UNIX є можливість відображувати файл у віртуальну пам'ять. Використовуючи при цьому допустиме блокування ділянок файлу, програми можуть синхронизироовать доступ до нього (обов'язкове блокування робить неможливим відображення в пам'ять).