При использовании Apache + PHP меня обманывали, полагая, что LOCK_NB был проигнорирован (это не так, это был браузер, ожидающий завершения первого запроса).
Поскольку я делал два запроса с одним и тем же браузером, браузер ждал завершения первого вызова, прежде чем делать следующий (даже игнорируя заголовок «Connection: close»).
Использование 2 отдельных браузеров (в моем случае Chrome + Firefox или Chrome + wget на сервере)
Я пришел к выводу, что LOCK_NB работал просто отлично.
Если файл в режиме w + был заблокирован с помощью LOCK_EX | LOCK_NB, попытка другого LOCK_EX | LOCK_NB для того же файла вернул false (предполагаемое поведение).