文件系统

给程序配置一个目录来保存上传文件、备份或日志，是很常见的做法。目录可能位于外置硬盘、NFS 或其他网络存储上，例如： /srv/nas 但“目录存在”不代表“存储已经挂载”。如果网络中断、NFS 服务没有启动，或者开机时挂载单元失败，/srv/nas 仍然只是系统盘上的普通目录。程序并不知道这一点，照常读写后会发现读取到的状态与挂载的存储不同步。 这个问题的关键不是“如何让挂载更可靠”，而是要让挂载失败时的写入尽早失败。 挂载点为什么会接收写入 挂载点只是一个目录。挂载成功前，路径解析到的是父文件系统；挂载成功后，Linux VFS 才把这个目录覆盖成另一个文件系统的入口： 挂载前：/srv/nas -> 根文件系统上的目录 挂载后：/srv/nas -> 外置磁盘或 NFS 文件系统 因此，挂载失败不会让路径自动消失，应用仍然可以对它执行 open、mkdir 和 rename。只要应用有权限，数据就会落到根文件系统。 用不可变属性让错误暴露出来 Linux 的 chattr 可以修改文件系统属性。对目录设置 i（immutable，不可变）属性后，目录内容不能被创建、删除、重命名或修改，即使调用者是 root 也不能直接绕过： sudo chattr +i /srv/nas 这正好符合挂载点的保护需求： 挂载还没有发生时，写入会收到 Operation not permitted，而不是悄悄占用系统盘； 挂载成功后，路径进入外部文件系统，外部文件系统自己的权限和属性生效； 外部存储掉线后，应用得到 I/O 错误，问题可以被监控发现。 i 属性作用在挂载点下面那个“被覆盖的目录”上。挂载成功后，这个目录暂时不可见，所以不会把它的权限带到新挂载的文件系统中。 一次完整的验证 下面以 /srv/nas 和 NFS 为例。生产环境请替换为自己的地址，并先在测试机验证。 1. 创建一个空挂载点 sudo install -d -o app -g app -m 0755 /srv/nas 挂载点最好保持为空。否则外部文件系统挂载后，目录中的原有文件会被隐藏；卸载后它们又会出现，容易造成“文件凭空消失”的误判。 2. 确认当前没有挂载 findmnt -T /srv/nas mountpoint -q /srv/nas && echo '已经挂载，请先确认' || echo '当前未挂载' 如果 findmnt 显示的来源仍是根文件系统，说明此时可以继续设置属性。不要在没有确认的情况下对一个已挂载的目录运行 chattr，否则可能修改到外部文件系统根目录的属性。 ...

第一阶段：共享一套读写逻辑，谁都可以写 一开始，多个进程共用一套读写逻辑： if (!Exists(configPath)) { WriteDefaultConfig(configPath); } var config = ReadConfig(configPath); 问题有两个： 多个进程可能同时发现“文件不存在”，然后一起创建 一个进程正在写，另一个进程正好在读 如果是直接覆盖写，读取方可能看到： 文件刚被创建，内容还是空的 文件已经存在，但只写了一半 配置结构还没写完整 目标文件在替换过程中短暂不可用 对应的现象就是： 偶发读取失败 配置解析异常 文件内容丢失 某些进程启动时报错 根因很简单：读者看到了写入中的中间状态。 第二阶段：加锁、重试、缓存，先把系统稳住 先说 FileShare。 它想解决的其实是两个很具体的问题： 读取正好撞上写入，结果读到一半内容 两次写入互相重叠，结果把文件写坏 最直接的做法，就是用共享模式限制文件如何被同时打开。 它的目标不是提供原子替换，而是尽量减少下面这些情况： 读取撞上写入中的半成品 两次写入同时落到同一个目标文件 文件直接被另一进程占用导致操作失败 FileShare 带来的直接结果是：冲突不会消失，只会变成可以观察、可以重试的失败。 所以后面又加了重试。 这能减少两类问题： 少报“文件被占用” 让偶发冲突尽量靠重试跨过去 再往后，问题变成了独占时间。 配置读取很频繁，导致写入一直在等待读取释放文件锁。 所以开始引入缓存： var config = ReadConfig(configPath); var lastWriteTime = GetLastWriteTime(configPath); cache = (config, lastWriteTime); 下次访问时先比较时间戳： var currentWriteTime = GetLastWriteTime(configPath); if (currentWriteTime == cache.LastWriteTime) { return cache.Config; } cache = ReadConfig(configPath); return cache.Config; 没变，缓存有效；变了，缓存失效，重新加载。 ...