Linux中文件執(zhí)行中的鎖定怪現(xiàn)象解釋

2020-06-13 12:08:36

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供稿：網(wǎng)友

本來今天不準(zhǔn)備開電腦了，太困了，想睡覺，然而一哥們兒短信都發(fā)過來了，要問個問題，于是還是打開了電腦，沒想到是一個很有代表性的問題，順便也牽扯了前些天我的工作中的一個bug，值得記錄下來。問題如下：

linux下，一個可執(zhí)行文件exe1正在執(zhí)行中，rm –f可以將其刪除，mv可以將其移除，mv $other exe1也可以將其替換，但是cp $other exe1則顯示文件忙，求解。

這實際上并不是一個真正的問題，因為只要你的基礎(chǔ)知識扎實，這個問題顯然很簡單，原因只有一個，那就是linux文件基于引用計數(shù)。現(xiàn)在問題是這些個命令如何來操作一個文件的引用計數(shù)。下面的討論都是基于獨占打開的模式。

如果一個文件已經(jīng)被打開，那么它的引用計數(shù)會增加1，如果調(diào)用了rm，實際上底層只是unlink了一下，也就是說將它的引用計數(shù)減少1，這樣雖然你在界面上(命令行或者GUI)看不到它了，但是它被打開時的計數(shù)還在，只有當(dāng)它被關(guān)閉的時候，引用計數(shù)變?yōu)?，才徹底刪除它。

再說mv命令，它實際上只是一個源文件的rename而已，如果mv的目標(biāo)本來就存在，那么在目標(biāo)上執(zhí)行一個類似rm的效果，也就是unlink一下，結(jié)合引用計數(shù)的理論，目標(biāo)文件如果已經(jīng)被打開，那么當(dāng)關(guān)閉的時候?qū)⒉粡?fù)存在，如果本來就沒有被打開，那么mv的時候，目標(biāo)直接被刪除，因為unlink之后，它的引用計數(shù)變成了0。

最后看一下cp命令，cp的話并不觸動源文件和目標(biāo)文件元數(shù)據(jù)本身(時間戳除外)，它只是打開源文件和目標(biāo)文件，在源文件上執(zhí)行read，然后將結(jié)果write到目標(biāo)文件，實質(zhì)上是一個IO操作，對于可執(zhí)行文件，是獨占打開的，并不允許寫入，因此會出錯。

這里就不再列出內(nèi)核源碼了，可以自行參考系統(tǒng)調(diào)用的實現(xiàn)而加深理解，不過最好別干巴巴的看，還是結(jié)合strace以及objdump比較好，要知道是怎么以及什么時候調(diào)用的，以及調(diào)用參數(shù)是什么，否則就和八股文沒區(qū)別了。那么這和我工作中的bug有什么關(guān)系呢?這個bug源于OpenVPN的日志記錄，并且配置了日志回滾，回滾配置文件關(guān)鍵字段如下：

size 4M

missingok

rotate 9

compress

delaycompress

create 644 xx xx

…

結(jié)果當(dāng)日志回滾成了vpn.log.1之后，這個vpn.log.1依然繼續(xù)被寫入。這個原因正是rename造成的。在logrotate的man頁面中，有一個copytruncate配置，其含義就是不進行rename，而只是copy，然后將原來的文件truncate，加入這個就可以了。

千萬不要小看這些很簡單的命令，真正理解的人并不多，即使真正的理解，出現(xiàn)問題，能真正對應(yīng)到原理也不多，很簡單的東西如果能徹底做到透徹的理解并且活用，再往深入學(xué)習(xí)才是有意義的。

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