Linux 以原子方式移动目录

我在同一个父目录中有两个目录。调用父目录base和子目录alpha和bravo。我想用bravo替换alpha。最简单的方法是：

rm -rf alpha
mv bravo alpha

mv命令是原子的，但rm-rf不是。在bash中有没有一种简单的方法可以用bravo原子化地替换alpha？如果不是，有没有复杂的方法

增编：

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顺便说一句，如果目录在短时间内不存在，这不是一个无法克服的问题。只有一个地方尝试访问alpha，它会在执行任何关键操作之前检查alpha是否存在。如果没有，它将给出一条错误消息。但如果有办法做到这一点，那就太好了。：）也许有某种方法可以直接修改inode，或者其他什么…

我不相信有任何原子方法可以做到这一点。您的最佳选择是执行以下操作：

mv alpha delme
mv bravo alpha
rm -rf delme

int dirfd = open(".../base", O_PATH | O_DIRECTORY | O_CLOEXEC);
syscall(SYS_renameat2, dirfd, "alpha", dirfd, "bravo", RENAME_EXCHANGE);
close(dirfd);
system("rm -rf alpha");

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如果你是说两个操作都是原子的，我不这么认为。最接近的是：

mv alpha delta
mv bravo alpha
rm -rf delta

但在阿尔法不存在的地方，仍然会有一个小窗口

为了最大限度地降低在alpha不存在时尝试使用alpha的可能性，您可以（如果您有权限）：

这将在执行

mv

操作时大大提高流程优先级

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如果，正如您在附录中所说，只有一个地方可以检查alpha和it错误，如果它不在那里，您可以立即将该代码更改为not error，但在短时间内重试（对于两次

mv

操作，很容易在亚秒的时间内重试）-除非您非常频繁地更换alpha，否则这些重试应该可以缓解任何问题。

即使您直接访问inode，也无法在用户空间中自动交换inode值。

如果使用符号链接，您可以这样做：

假设alpha是指向目录alpha_1的符号链接，您希望将符号链接切换到指向alpha_2。以下是切换前的情况：

$ ls -l
lrwxrwxrwx alpha -> alpha_1
drwxr-xr-x alpha_1
drwxr-xr-x alpha_2

要使alpha引用alpha_2，请使用ln-nsf：

$ ln -nsf alpha_2 alpha
$ ls -l
lrwxrwxrwx alpha -> alpha_2
drwxr-xr-x alpha_1
drwxr-xr-x alpha_2

现在，您可以删除旧目录：

$ rm -rf alpha_1

请注意，这实际上并不是一个完全原子化的操作，但它确实发生得非常快，因为“ln”命令同时取消链接，然后立即重新创建符号链接。您可以使用strace验证此行为：

$ strace ln -nsf alpha_2 alpha
...
symlink("alpha_2", "alpha")             = -1 EEXIST (File exists)
unlink("alpha")                         = 0
symlink("alpha_2", "alpha")             = 0
...

您可以根据需要重复此过程：例如，当您有新版本时，alpha_3：

$ ln -nsf alpha_3 alpha
$ rm -rf alpha_2

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使用一个单独的、有保证的原子操作作为信号量

因此，如果创建和删除文件操作是原子操作：

1） 创建一个名为“信号量”的文件

2） 如果且仅当该操作成功（与现有文件无冲突），则执行该操作（处理alpha或移动目录，具体取决于进程）

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3） rm信号。

需要记住的是，如果在发生此移动/删除时，进程打开了alpha中的任何文件，则进程将不会注意到，并且当文件关闭并最终删除时，写入的任何数据都将丢失。

担心操作的原子性质是毫无意义的。问题是，另一个任务对alpha的访问无论如何都不会是原子的

Oddthinking的信号量方法是唯一的出路

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如果无法修改其他任务，则必须确保它未运行，然后再进行替换。

为什么不执行以下操作：

rm -rf alpha/*
mv bravo/* alpha/
rm -rf bravo/

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这意味着alpha中的所有内容都会被销毁，alpha永远不会被删除，所有内容都会被移动。

文档部分对其升级锁定协议进行了详细描述，以控制崩溃后的并发读取、独占写入和回滚。有些想法在这里适用。

mv和ln可用于原子操作。我使用ln（1）以原子方式部署web应用程序

替换符号链接的正确方法是使用ln-nsf

ln -nsf <target> <link_name>

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最终的解决方案是结合符号链接和重命名方法：

mkdir alpha_real
ln -s alpha_real alpha

# now use "alpha"

mkdir beta_real
ln -s beta_real tmp 

# atomically rename "tmp" to "alpha"
# use -T to actually replace "alpha" instead of moving *into* "alpha"
mv -T tmp alpha

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当然，访问alpha的应用程序必须能够处理路径中的符号链接变化。

这里学习David的解决方案，它是完全原子化的。。。您遇到的唯一问题是

mv

的

-T

选项不是POSIX，因此某些POSIX操作系统可能不支持它（FreeBSD、Solaris等）。只需稍加修改，即可将此方法更改为完全原子化，并可移植到所有POSIX操作系统：

mkdir -p tmp/real_dir1 tmp/real_dir2
touch tmp/real_dir1/a tmp/real_dir2/a
# start with ./target_dir pointing to tmp/real_dir1
ln -s tmp/real_dir1 target_dir
# create a symlink named target_dir in tmp, pointing to real_dir2
ln -sf tmp/real_dir2 tmp/target_dir
# atomically mv it into ./ replacing ./target_dir
mv tmp/target_dir ./

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例如通过：

这应该可以做到：

mkdir bravo_dir alpha_dir
ln -s bravo_dir bravo
ln -s alpha_dir alpha
mv -fT bravo alpha

strace mv-布拉沃阿尔法英尺显示：

rename("bravo", "alpha")

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对我来说，这看起来非常原子。

也可以使用

unionfs fuse

在某个前缀（

Z

）中一次性替换整个内容部分：

#mkdir a b c Z
#触摸a/1 b/2 c/3
#ln-sax
#ln-sby
#unionfs X=RW:Y=RW Z
#shopt-s环球之星
#文件**
a:目录
a/1：空
b:目录
b/2：空的
c:目录
c/3：空
X：指向
Y:指向b的符号链接
Z:目录
Z/1：空
Z/2：空
#ln-sfncy
#文件**/*
a:目录
a/1：空
b:目录
b/2：空的
c:目录
c/3：空
X：指向
X/1：空
Y:指向c的符号链接
Y/3：空
Z:目录
Z/1：空
Z/3：空
#fusermount-uz
#rm-r a b c X Y Z

自Linux 3.15以来，新的

重命名2

系统调用可以在同一文件系统上自动交换两个路径。然而，它甚至还没有glibc包装，更不用说coreutils访问它的方式了。所以它看起来像这样：

mv alpha delme
mv bravo alpha
rm -rf delme

int dirfd = open(".../base", O_PATH | O_DIRECTORY | O_CLOEXEC);
syscall(SYS_renameat2, dirfd, "alpha", dirfd, "bravo", RENAME_EXCHANGE);
close(dirfd);
system("rm -rf alpha");

（当然，您应该进行适当的错误处理等–有关更复杂的

renameat2

wrapper，请参阅。）

这就是说，其他人提到的符号链接解决方案既简单又可移植，因此除非

bravo

已经存在，并且您必须对其进行原子更新，否则请使用符号链接

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2020更新：此系统调用的glibc包装器

int dirfd = open(".../base", O_PATH | O_DIRECTORY | O_CLOEXEC);
renameat2(dirfd, "alpha", dirfd, "bravo", RENAME_EXCHANGE);
close(dirfd);
system("rm -rf alpha");