假设您有一个用于处理某种 XML 文件或配置文件的库。该库将整个文件读入内存并提供编辑内容的方法。处理完内容后，您可以调用write 将内容保存回文件。问题是如何以安全的方式做到这一点。
覆盖现有文件（开始写入原始文件）显然是不安全的。如果write 方法在它完成之前失败，你最终会得到一个半写的文件并且你已经丢失了数据。
更好的选择是在某处写入临时文件，当write 方法完成后，您将临时文件复制到原始文件。
现在，如果复制失败，您仍然可以在临时文件中正确保存数据。如果复制成功，您可以删除临时文件。
在 POSIX 系统上，我猜你可以使用 rename 系统调用，这是一个原子操作。但是您如何在 Windows 系统上做到最好呢？特别是，您如何使用 Python 最好地处理这个问题？
另外，还有其他安全写入文件的方案吗？
【问题讨论】：
如果你看到 Python 的文档，它清楚地提到 os.rename() 是一个原子操作。因此，在您的情况下，将数据写入临时文件然后将其重命名为原始文件将非常安全。
另一种方式可以这样工作：
如您所见，您拥有 abc.xml.bak，如果有任何与 tmp 文件相关的问题以及将其复制回来，您可以使用它来恢复。
【讨论】：
f.flush() 和 os.fsync(f.fileno()) 也是如此，其中 f 是您的文件句柄。
如果您想要 POSIXly 正确并保存，您必须：
fsync 文件（或fdatasync）请注意，调用 fsync 会对性能产生不可预知的影响 - ext3 上的 Linux 可能会因此在磁盘 I/O 整数秒内停顿，这取决于其他未完成的 I/O。
请注意，rename 不是 POSIX 中的原子操作——至少与您期望的文件数据无关。但是，大多数操作系统和文件系统都会以这种方式工作。但是您似乎错过了关于 Ext4 和文件系统保证原子性的非常大的 linux 讨论。我不知道在哪里链接，但这里是一个开始：ext4 and data loss。
但请注意，在许多系统上，重命名在实践中将与您期望的一样安全。然而，在所有可能的 linux 配置中都无法同时获得性能和可靠性！
通过写入临时文件，然后重命名临时文件，人们会期望操作是依赖的，并且会按顺序执行。
然而，问题是大多数（如果不是全部）文件系统将元数据和数据分开。重命名只是元数据。这对您来说可能听起来很可怕，但是文件系统重视元数据而不是数据（以 HFS+ 或 Ext3,4 中的日志记录为例）！原因是元数据更轻，如果元数据损坏，则整个文件系统都损坏了——文件系统当然必须自己保存，然后按顺序保存用户的数据。
Ext4 首次出现时确实打破了rename 的预期，但添加了启发式方法来解决它。问题不是重命名失败，而是重命名成功。 Ext4 可能会成功注册重命名，但如果此后不久发生崩溃，则无法写出文件数据。结果是一个长度为 0 的文件，既不是原始数据也不是新数据。
简而言之，POSIX 不做这样的保证。阅读链接的 Ext4 文章了解更多信息！
【讨论】：
在 Win API 中，我发现了相当不错的函数 ReplaceFile，即使有可选的备份，它也能做到顾名思义。 DeleteFile、MoveFile 组合总有办法。
总的来说，你想做的事情真的很好。而且我想不出更好的写作方案。
【讨论】：
一个简单的解决方案。使用tempfile 创建一个临时文件，如果写入成功，只需将文件重命名为原始配置文件即可。
请注意，rename 在文件系统中不是原子的。为了真正安全，您必须采取一些轻微的解决方法（例如目标文件系统上的临时文件，然后重命名）。
要锁定文件，请参阅portalocker。
【讨论】：
标准解决方案是这样的。
编写一个具有相似名称的新文件。以 X.ext# 为例。
当该文件已关闭（甚至可能读取和校验和）时，您两个重命名。
X.ext（原）转X.ext~
X.ext#（新的）到 X.ext
（仅适用于疯狂的偏执狂）调用操作系统同步函数来强制写入脏缓冲区。
任何时候都不会丢失或损坏任何东西。唯一的故障可能发生在重命名期间。但是你没有丢失任何东西或损坏任何东西。在最终重命名之前，原件都可以恢复。
【讨论】：
现在有一个经过编码的纯 Python，我敢在boltons utility library：boltons.fileutils.atomic_save 中说 Pythonic 解决方案。
只需pip install boltons，然后：
from boltons.fileutils import atomic_save
with atomic_save('/path/to/file.txt') as f:
f.write('this will only overwrite if it succeeds!\n')
有很多实用的选项，all well-documented。完全披露，我是 Boltons 的作者，但是这个特定的部分是在很多社区的帮助下构建的。如果有不清楚的地方，请随时drop a note！
【讨论】：
根据 RedGlyph 的建议，我添加了一个 ReplaceFile 实现，它使用 ctypes 来访问 Windows API。我首先将它添加到 jaraco.windows.api.filesystem。
ReplaceFile = windll.kernel32.ReplaceFileW
ReplaceFile.restype = BOOL
ReplaceFile.argtypes = [
LPWSTR,
LPWSTR,
LPWSTR,
DWORD,
LPVOID,
LPVOID,
]
REPLACEFILE_WRITE_THROUGH = 0x1
REPLACEFILE_IGNORE_MERGE_ERRORS = 0x2
REPLACEFILE_IGNORE_ACL_ERRORS = 0x4
然后我使用这个脚本测试了这个行为。
from jaraco.windows.api.filesystem import ReplaceFile
import os
open('orig-file', 'w').write('some content')
open('replacing-file', 'w').write('new content')
ReplaceFile('orig-file', 'replacing-file', 'orig-backup', 0, 0, 0)
assert open('orig-file').read() == 'new content'
assert open('orig-backup').read() == 'some content'
assert not os.path.exists('replacing-file')
虽然这仅适用于 Windows，但它似乎具有其他替换例程所缺乏的许多不错的功能。详情请见API docs。
【讨论】：
您可以使用 fileinput 模块为您处理备份和就地写入：
import fileinput
for line in fileinput.input(filename,inplace=True, backup='.bak'):
# inplace=True causes the original file to be moved to a backup
# standard output is redirected to the original file.
# backup='.bak' specifies the extension for the backup file.
# manipulate line
newline=process(line)
print(newline)
如果您需要在写入换行符之前阅读全部内容， 那么你可以先这样做，然后用
打印整个新内容newcontents=process(contents)
for line in fileinput.input(filename,inplace=True, backup='.bak'):
print(newcontents)
break
如果脚本突然结束，您仍然有备份。
【讨论】：