perl - 使用 readdir 时重命名文件是否安全？

Question

使用 readdir 扫描目录时，你能安全地重命名文件而不用担心进入无限递归吗？例如:

use v5.12;  # make readdir set $_ in while loops
use strict;
use warnings;

use File::Spec;

my $dir = 'tdir';    
opendir ( my $dh, $dir ) or die "Could not open dir '$dir': $!";
while (readdir $dh) {
    next if /^\.\.?\z/;
    my $filename = File::Spec->catfile( $dir, $_ );
    if ( -f $filename) {
        my $newname = File::Spec->catfile( $dir, "prefix_$_" );
        rename ($filename, $newname) or warn $!;
    }
}

closedir $dh;

因此，例如重命名后 file至 prefix_file , readdir不会找到 prefix_file在 while 的后续迭代中循环(然后再次将其重命名为 prefix_prefix_file 等等？很明显它不会这样做，但由于我在文档中找不到它，我无论如何都会问这个问题。

Answer 1

回答

底层系统调用是POSIX的 readdir() ，并且规范说:

If a file is removed from or added to the directory after the most recent call to opendir() or rewinddir(), whether a subsequent call to readdir() returns an entry for that file is unspecified.

它只是意味着您可能会或可能不会看到这些文件。您可能会发现特定平台确实指定了发生的情况，但它可能无法移植到其他系统。

示范

ikegami asked :

rename neither adds nor removes any directory entries, though. It just edits one.

我回答了:

It (rename()) changes an entry in the directory; what happens depends on how [the file system] is implemented. If you change the file name from a to humongous-long-name-that-is-too-boring-to-be-believable, there's a decent chance that the entry will move in the directory on disk, leading to unspecified behaviour [as noted in the main answer]. … Whether … rename() actually screws up a scan with readdir() depends on the system (operating system and file system), which is all that I claimed.

经过进一步讨论，我创建了这个示例，说明在一个特定系统上可以发生和确实发生的事情。我使用了以下步骤:

创建一个目录——它的名字无关紧要。

切换到那个目录。

复制 readdir.c和 make.files.sh进入目录。

创建程序 readdir来源 readdir.c (例如，使用 make readdir )。

该代码假定 struct dirent包括成员(member) d_namlen这不是 POSIX 规定的。

没有它是可行的(但需要一些小的改动)。

创建文件(或目录)a .

运行 ./readdir .当它提示你时按回车。你应该看到
输出与此类似，但 inode 编号会有所不同。

    $ ./readdir
    44249044: (  1) .
    42588881: (  2) ..
    44260959: ( 10) .gitignore
    44398380: (  1) a
    Found entry 'a' - hit return to continue: 
    Continuing...
    44398371: ( 10) make.files
    44398280: ( 13) make.files.sh
    44398338: (  8) makefile
    44398351: (  7) readdir
    44260963: (  9) readdir.c
    44398352: ( 12) readdir.dSYM
    44260960: (  9) README.md
    44398364: (  6) rename
    44260964: (  8) rename.c
    44398365: ( 11) rename.dSYM
    $

运行 sh make.files.sh .这将创建文件 moderately-long-file-name.000 .. moderately-long-file-name.999 .

运行 ./readdir再次。不要点击返回。

切换到不同的终端窗口。

将目录更改为正在运行测试的目录。

运行:mv a zzz-let-sleeping-file-renames-lie-unperturbed

切换回运行 readdir 的终端窗口.

按回车。您可能会看到类似于以下内容的输出:

    $ ./readdir
    44249044: (  1) .
    42588881: (  2) ..
    44260959: ( 10) .gitignore
    44398380: (  1) a
    Found entry 'a' - hit return to continue: 
    Continuing...
    44398371: ( 10) make.files
    44398280: ( 13) make.files.sh
    44398338: (  8) makefile
    44431473: ( 29) moderately-long-file-name.000
    44431474: ( 29) moderately-long-file-name.001
    44431475: ( 29) moderately-long-file-name.002
    ...
    44432470: ( 29) moderately-long-file-name.997
    44432471: ( 29) moderately-long-file-name.998
    44432472: ( 29) moderately-long-file-name.999
    44398351: (  7) readdir
    44260963: (  9) readdir.c
    44398352: ( 12) readdir.dSYM
    44260960: (  9) README.md
    44398364: (  6) rename
    44260964: (  8) rename.c
    44398365: ( 11) rename.dSYM
    44398380: ( 45) zzz-let-sleeping-file-renames-lie-unperturbed
    $

这是我在 Mac OS X 10.11.6 El Capitan 上使用默认 HFS+ 获得的结果
文件系统。当目录很小(没有中等长度的
文件名)，则重命名的文件没有出现。当额外
创建的文件使目录大小约为 34 KiB，然后
重命名的文件确实出现了。

这表明在某些文件系统上(特别是 Apple 的 HFS+)
在某些情况下， readdir()扫描目录是
受文件重命名操作的影响。如果您想编写和使用 rename命令而不是使用 mv ，就这样吧——当我尝试时，
这对结果没有影响。

结论

在其他文件系统或其他操作系统上，YMMV。然而，这
足以证明在某些系统上，重命名文件而 readdir()扫描正在进行中可能会出现相同的"file"
在输出中两次。
make.files.sh

#!/bin/sh

for file in $(seq -f 'moderately-long-file-name.%03.0f' 0 999)
do > "$file"
done

readdir.c

/* SO 3901-5527 - attempt to demonstrate renaming moving entries */
#include <dirent.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

static const char *stop_after = "a";

static void process_directory(const char *dirname)
{
    DIR *dp = opendir(dirname);

    if (dp == 0)
        fprintf(stderr, "Failed to open directory %s\n", dirname);
    else
    {
        struct dirent *entry;
        while ((entry = readdir(dp)) != 0)
        {
            /* Ignore current and parent directory */
            printf("%8d: (%3d) %s\n", (int)entry->d_ino, entry->d_namlen, entry->d_name);
            if (strcmp(entry->d_name, stop_after) == 0)
            {
                printf("Found entry '%s' - hit return to continue: ", stop_after);
                fflush(stdout);
                char *buffer = 0;
                size_t buflen = 0;
                getline(&buffer, &buflen, stdin);
                free(buffer);
                printf("Continuing...\n");
            }
        }
        closedir(dp);
    }
}

int main(int argc, char **argv)
{
    int opt;
    while ((opt = getopt(argc, argv, "s:")) != -1)
    {
        switch (opt)
        {
        case 's':
            stop_after = optarg;
            break;;
        default:
            fprintf(stderr, "%s: Unrecognized option '-%c'\n", argv[0], optopt);
            fprintf(stderr, "Usage: %s [-s stop_after] [directory ...]\n", argv[0]);
            return(EXIT_FAILURE);
        }
    }
    if (optind == argc)
        process_directory(".");
    else
    {
        for (int i = optind; i < argc; i++)
            process_directory(argv[i]);
    }
    return(0);
}