在 Linux 上原子交换两个文件的内容答案

【问题标题】：Atomically swap contents of two files on Linux在 Linux 上原子交换两个文件的内容
【发布时间】：2015-01-09 13:50:54
【问题描述】：

我有两个文件，A 和 B，每个文件都有自己的内容。

我想交换这两个文件，所以A 会变成B，而B 会变成A。但是我想保证没有其他进程会发现这两个文件处于不一致状态，也没有任何进程会发现这些文件中的任何一个丢失，即使是很短的时间。所以，作为一个副业，我也想保证，如果在操作过程中出现任何问题，什么都不会改变（我猜有点像交易）。

在 OS X 上，有一个 exchangedata() 函数，所以我想我正在寻找一个与它等效的 Linux，或者至少是一种用于执行原子文件交换的等效方法。

【问题讨论】：

@Frédéric Hamidi - 你发布的问题的答案根本不符合我的标准，所以我想这不是重复的。
我认为那里的答案会适合你，但我猜你不想在出现问题时留下一个临时文件？
是的，而且我想保证我不会删除原始文件。如果第一步成功，我将有效地删除该文件。然后，如果第二步失败，我将不得不回滚。如果回滚也失败了，我会因为破坏客户的系统而陷入困境；）

标签： linux libc

【解决方案1】：

您可以使用（最近的）linux syscall renameat2

这是定义：

int renameat2(int olddir, const char *oldname, 
      int newdir, const char *newname, unsigned int flags);

如果需要，您可以在the kernel's Git repo 上找到它的源代码。

它与renameat 基本相同，但如果您传递标志 RENAME_EXCHANGE，它将交换两个文件，而不是将一个重命名为另一个。

操作是原子的。

【讨论】：

【解决方案2】：

我取决于您所说的“不一致状态”是什么意思。如果有一段时间两个文件相同是可以接受的，那么你可以简单地这样做：

ln A C
ln B D
ln -f D A  
# now, A and B have the same content
ln -f C B

这还取决于您希望已打开文件的进程的行为。请记住，路径是不是文件，而只是链接到一个文件，所以如果进程 1 通过路径“A”打开一个文件，然后你交换名称 A 和 B，进程 1 仍然有以名称 A 引用的打开的文件。

【讨论】：

欢迎对不赞成票作出解释。这解决了所提出的问题，但需要注意的是所解决问题的歧义。
我做了一些实验，似乎使用-f 标志无法满足“原子性”约束，因为ln 工具使用unlink 在创建之前删除目标路径带有link 函数的链接。所以ln -f 并不是真正的原子，当文件不存在时有一个（非常短暂但仍然）时间窗口。考虑到这一点，简单地通过使用临时文件名重命名进行交换似乎也能做同样的事情。