如何在 Windows 上的 Java 中创建然后自动重命名文件？

Question

我正在尝试在 Windows 上使用 Java 正确实施 "write temporary file and rename"。

How to atomically rename a file in Java, even if the dest file already exists? 建议重命名文件是 "atomic operation"（无论 "atomic" 实际意味着什么）。建议编写 tmp 文件并重命名是跨平台的，并确保最终文件不存在或可以由其他进程处理。

所以我尝试实际实施这种方法。以下是我的尝试总结。对于实际问题——跳到底部。

编写方法

我尝试了各种写入和重命名文件的方式（content和charset分别是String和Charset）：

使用java.nio.file.Files：

Files.copy(new ByteArrayInputStream(content.getBytes(charset)), tmpFile);
Files.move(tmpFile, finalFile, StandardCopyOption.ATOMIC_MOVE);

使用 Guava (14) 和 java.io.File:

com.google.common.io.Files.write(content, tmpFile, charset);
tmpFile.renameTo(finalFile);

或者更晦涩的方法：

try (OutputStream os = new FileOutputStream(tmpFile);
        Writer writer = new OutputStreamWriter(os, charset)) {
    writer.write(content);
}
Runtime.getRuntime().exec(
        new String[] { "cmd.exe", "/C", "move " + tmpFile + " " + finalFile }).waitFor();

阅读方法

现在假设另一个线程（线程因为我在测试中，在现实生活中它可能是另一个进程）正在执行以下代码版本之一：

常用功能：

void waitUntilExists() throws InterruptedException {
    while (!java.nio.file.Files.exists(finalFile)) {
        NANOSECONDS.sleep(1);
    }
}

使用java.nio.file.Files：

waitUntilExists();
return new String(Files.readAllBytes(finalFile), charset);

使用 Guava (14):

waitUntilExists();
return new String(com.google.common.io.Files.toByteArray(finalFile.toFile()), charset);

或者更晦涩的方法：

waitUntilExists();
StringBuilder sb = new StringBuilder();
try (InputStream is = new FileInputStream(finalFile.toFile())) {
    byte[] buf = new byte[8192];
    int n;
    while ((n = is.read(buf)) > 0) {
        sb.append(new String(buf, 0, n, charset));
    }
}
return sb.toString();

结果

如果我阅读使用“java.nio.file.Files 方法”，一切正常。

如果我运行 Linux 上的这段代码（我知道这超出了这个问题的范围），一切正常。

但是，如果我使用 Guava 或 FileInputStream 实现 read，则测试失败的可能性高于 0.5% (0.005)，并显示

java.io.FileNotFoundException: Process cannot access the file, because it is being used by another process

(我自己翻译的消息因为我的 windows 不是英文；参考 "another process" 是误导，因为 Windows 告诉这个是正常的，即使这是相同的进程，我通过显式阻止进行了验证。）

问题

如何在 Windows 上使用 Java 实现创建然后重命名，以便最终文件自动出现，即要么不存在，要么可以读取？

因为我确实可以控制进程而不是获取文件，所以我不能假设正在使用任何特定的阅读方法，甚至不能假设它们在 Java 中。因此，该解决方案应该适用于上面列出的所有读取方法。

Answer 1

这似乎就是 Windows/NTFS 的行为方式。

此外，使用旧 IO 和 NIO 读取的行为差异可能是因为它们使用不同的 Windows API。

Wikipedia on File locking 说

For applications that use the file read/write APIs in Windows, byte-range locks are enforced (also referred to as mandatory locks) by the file systems that execute within Windows. For applications that use the file mapping APIs in Windows, byte-range locks are not enforced (also referred to as advisory locks.)

虽然维基百科不是 Windows 的文档，但这仍然能说明一些问题。

（我给出这个答案只是为了让其他 有相同想法的人 不必写这个。真实的答案，参考文档或报告的错误，非常感谢。 )

Answer 2

JDK 中的 java.io.File.renameTo() 函数有错误报告，它在 Windows 上不是原子的，已关闭，无法修复：http://bugs.java.com/bugdatabase/view_bug.do?bug_id=4017593。所以可能没有干净的方法来解决你的问题。

如何在 Windows 上的 Java 中创建然后自动重命名文件？

How to create-then-atomically-rename file in Java on Windows?

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编写方法

阅读方法

结果

问题