mv操作的机制

一、[腾讯面试题]

进程testMv会把log打印到testMv.log，执行下列操作，log会打印在哪里：

（1）执行mv操作

$ mv testMv.log testMv.log.bak

log打印在testMv.log.bak

（2）执行mv操作

$ mv testMv.log ../tmp/testMv.log.bak

log打印在/tmp/testMv.log.bak

（3）执行mv操作，然后再创建testMv.log文件

$ mv testMv.log testMv.log.bak

$ touch testMv.log

log打印在testMv.log.bak

（4）执行mv操作，然后再创建testMv.log文件，重新启动进程testMv

$ mv testMv.log testMv.log.bak

$ touch testMv.log

$ ./testMv

log打印在testMv.log

二、mv操作的机制

# Linux文件系统

Virtual File System(VFS)是底层文件系统的主要接口。 VFS采用了一组数据结构来描述文件系统，这些数据有超级块、inode、dentry和数据块。

index和dentry是两个针对文件系统的缓存。

Linux为每一个文件分配一个唯一的inode节点，dentry实现了文件名和inode编号的映射。 文件名存放在目录项(dentry)中，文件属性存放在inode中，文件内容存放在数据块中。

Linux查找操作文件系统中的文件时，首先读取超级块信息，找到文件名对应的inode， 然后根据inode找到磁盘中的文件，进而根据inode中的信息来完成文件的各种操作。

也就是说，Linux通过inode来寻找磁盘中的文件，而不是通过文件名来寻找。

# mv在同一个分区内执行的是rename操作，不会更改inode的信息

(1)查看磁盘分区

xl@ubuntu:~/test$ df -i

Filesystem      Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on

udev            377961    482 377479    1% /dev

tmpfs           382831    709 382122    1% /run

/dev/sda1      1245184 282584 962600   23% /

tmpfs           382831      9 382822    1% /dev/shm

tmpfs           382831      6 382825    1% /run/lock

tmpfs           382831     16 382815    1% /sys/fs/cgroup

vmhgfs-fuse          0      0      0     - /mnt/hgfs

tmpfs           382831     30 382801    1% /run/user/1000

(2)查看testMv.log文件信息

xl@ubuntu:~/test$ ls -li testMv.log

153133 -rw-rw-r-- 1 xl xl     0 Mar  9 07:06 testMv.log

xl@ubuntu:~/test$ stat testMv.log

  File: 'testMv.log'

  Size: 0             Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file

Device: 801h/2049d    Inode: 153133      Links: 1

Access: (0664/-rw-rw-r--)  Uid: ( 1000/      xl)   Gid: ( 1000/      xl)

Access: 2017-03-09 07:06:17.360029378 -0800

Modify: 2017-03-09 07:06:12.520029359 -0800

Change: 2017-03-09 07:06:12.520029359 -0800

 Birth: -

(3)执行mv操作

xl@ubuntu:~/test$ mv testMv.log testMv.log.bak

(4)查看testMv.log.bak文件信息

xl@ubuntu:~/test$ ls -li testMv.log.bak

153133 -rw-rw-r-- 1 xl xl     0 Mar  9 07:06 testMv.log.bak

xl@ubuntu:~/test$ stat testMv.log.bak

  File: 'testMv.log.bak'

  Size: 0             Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file

Device: 801h/2049d    Inode: 153133      Links: 1

Access: (0664/-rw-rw-r--)  Uid: ( 1000/      xl)   Gid: ( 1000/      xl)

Access: 2017-03-09 07:06:17.360029378 -0800

Modify: 2017-03-09 07:06:12.520029359 -0800

Change: 2017-03-09 07:17:03.832032020 -0800

 Birth: -

通过执行mv操作可以看到，testMv.log和testMv.log.bak的inode值是一样的，都是153133， 说明两个文件对应的磁盘空间并没有改变，只是换了一个名字。

# 通过strace打印出mv操作的执行过程，附件mv.log是相应的log

(1)strace mv A B, 其中B原本存在

(2)strace mv A B, 其中B原本不存在

附件上传在资源中，之后会把链接更新进来

三、fopen()和fclose()操作

Linux中，进程是通过文件描述符(fd)而不是文件名来访问文件的，文件描述符实际上是一个整数。

Linux中专门用一个数据结构file来保存打开文件的文件位置，这个结构称为打开的文件描述符。file结构保存了指向该文件索引节点的指针。

fopen()在打开文件时是根据文件名，之后的fread，fwrite等操作都是根据文件描述符进行的。

fclose()函数关闭了文件的流，实际上是进行了一次写文件的操作。如果写权限不存在或者超过了文件大小，文件内容写入失败，这是fclose()函数就会出错。

四、几种操作场景和结果分析

（一）

1）进程A：fopen fileA, sleep 10

2）进程B：mv fileB fileA

3）进程A：fclose fileA

结果：执行mv操作之后，立即可以看到fileA中的文件已经变为了fileB，fclose成功。

（二）

1）进程A：fopen fileA, sleep 10

2）进程B：mv fileA fileB

3）进程A：fclose fileA

结果：执行mv操作之后，fileA文件已不存在，仅有fileB文件，且fileB文件的内容为原来fileA的内容。关闭文件fclose成功。

（三）

1）进程A：fopen fileA, 通过fwrite写入到文件的一行之后进行sleep 10

2）进程B：mv fileB fileA

3）进程A：fclose fileA

结果：执行mv操作之后，可以立即看到fileA中的内容变为了fileB，当执行完操作之后，可以看到fileA中文件为fileB，且关闭文件fileB依然是成功的。

原因：mv仅仅是rename操作，fopen和fclose都是对磁盘进行操作的。fopen写入的是磁盘位置，所以虽然mv使得文件名变了，但是磁盘位置并没有改变还是可以正常写入并关闭的。

（四）

1）进程A：fopen fileA, 通过fwrite写入到文件的一行之后进行sleep 10

2）进程B：mv fileA fileB

3）进程A：fclose fileA

结果：执行mv操作之后，可以看到文件fileA已经不存在，当fclose之后，可以看到fileB中的内容为写入的内容。

（五）

1）open fileA, 写入到文件的一行之后进行sleep

2）mv fileB fileA

3）close fileA

结果：执行完mv fileB fileA之后，文件fileA的内容立即为fileB文件的内容，而且close文件也是成功的。

（六）

1）open fileA, 写入到文件的一行之后进行sleep

2）mv fileA fileB

3）close fileA

结果：执行完mv fileB fileA之后，由于A中已经有了部分的内容，可以看到fileB中文件的内容成为fileA文件的内容，文件关闭也是成功的。

# fopen()，fwrite()，fclose()都是带缓存的，比如在执行文件读操作的时候，从磁盘文件将数据先读入内存"缓冲区"，装满之后再从内存"缓冲区"依次读入接收的变量。

执行文件写操作的时候，先将数据写入到内存的"缓冲区"中，待缓冲区装满之后再写入到文件中。

# fopen()和open()等函数区别

fopen等是ANSIC标准中的C语言库函数，在不同的系统中调用不同的内核API,

open()，close()，write()，read()是标准的UNIX函数，参数不是指向文件的指针，而是指向文件的句柄，并且是不带缓冲的。

因此以上的实验将fopen换成open,fclose换成close,在实验中可以看到，在通过write写入的时候，可以看到文件的大小是递增的，说明是直接写入到磁盘空间上的。

参考文献

http://baidutech.blog.51cto.com/4114344/743731