cat*_*cat 5 system-calls hard-link inode rename write
X在 Unix 上安全、原子地写入文件的正常方法是：
Y。rename(2) Y 到 X在两个步骤中，我们似乎除了X“就地”更改之外什么也没做。
它可以防止竞争条件和意外数据丢失（X被破坏但Y不完整或被破坏）。
这样做的缺点（在这种情况下）是它不会写入X就地引用的 inode ；rename(2)makeX引用一个新的 inode 编号。
当X链接计数> 1（显式硬链接）的文件时，现在它不像以前一样引用相同的inode，硬链接已损坏。
消除缺点的明显方法是就地写入文件，但这不是原子的，可能会失败，可能导致数据丢失等。
有没有办法像原子一样做到rename(2)但保留硬链接？
也许将Y（临时文件）的 inode 编号更改为与 相同X，并为其X命名？一个 inode 级别的“重命名”。
这将有效地写入XwithY的新内容引用的 inode ，但不会破坏其硬链接属性，并且会保留旧名称。
如果假设的 inode“重命名”是原子的，那么我认为这将是原子的并且可以防止数据丢失/竞争。
您有一个（大部分）详尽的系统调用列表here。
您会注意到没有“替换此 inode 的内容”调用。修改该内容总是意味着：
第 4 步可以提前完成。还有一些快捷方式，例如pwrite，它直接在指定的偏移量处写入，结合步骤 #2 和 #3，或分散写入。
另一种方法是使用内存映射，但它会变得更糟，因为写入的每个字节都可能独立发送到底层文件（从概念上讲，好像每次写入都是 1 字节write调用）。
? 关键是您可以拥有的最佳场景仍然是 2 个操作：一个write和一个truncate。
无论您执行它们的顺序如何，您仍然需要冒另一个过程来弄乱中间的文件并最终导致文件损坏。
正如您所指出的，这就是为什么规范方法是创建一个新文件的原因，您知道您是唯一的作者（您甚至可以通过组合O_TMPFILE和来保证这一点linkat），然后以原子方式将旧名称重定向到新文件。
还有其他两种选择，但都以某种方式失败：
它通过设置特殊的标志组合来拒绝其他进程访问文件。听起来像是这项工作的工具，对吧？然而：
警告：强制锁定的 Linux 实现是不可靠的。
自 Linux 4.5 起，强制锁定已成为可选功能。这是完全删除此功能的第一步。
这只是合乎逻辑的，因为 Unix 总是避免使用锁。它们容易出错，并且不可能覆盖所有边缘情况并保证不发生死锁。
它是使用fcntl系统调用设置的。然而，它只是建议性的，大多数程序只是忽略它。
事实上，它只适用于在多个协作的进程之间管理共享文件的锁。
有没有办法像 rename(2) 那样以原子方式进行但保留硬链接？
不。
inode 是低级的，几乎是一个实现细节。很少有 API 承认它们的存在（我相信stat调用系列是唯一的）。
无论您尝试做什么，都可能依赖于滥用 Unix 文件系统的设计或只是对其要求过高。
这可能是XY 问题吗？