应用程序保持文件锁定时的 ReplaceFile 替代方案

Question

编辑器 FooEdit（我们这样称呼它）在保存时使用 ReplaceFile() 以确保保存操作有效地原子化，并且如果出现任何问题，则保留光盘上的原始文件。（ReplaceFile() 的另一个重要好处是文件标识的连续性 - 创建日期和其他元数据。）

FooEdit 还以 FILE_SHARE_READ 的共享模式保持打开文件句柄，以便其他进程可以打开文件但不能写入文件，而 FooEdit 打开文件进行写入.

"Obviously"，在执行 ReplaceFile 操作时必须短暂关闭此句柄，这会导致竞争，在 FooEdit 重新建立文件之前，另一个进程可能会使用写访问权限打开文件 FILE_SHARE_READ 锁柄.

（如果 FooEdit 在调用 ReplaceFile() 之前没有关闭其 FILE_SHARE_READ 句柄，则 ReplaceFile() 将因共享冲突而失败。）

我想知道解决这场比赛的最简单方法是什么。这些选项似乎要么找到另一种方法来锁定与 ReplaceFile() 兼容的文件（我不明白这是怎么可能的），要么复制 ReplaceFile() 的所有行为，但使用现有的文件句柄来访问目标文件而不是路径。我对如何从用户代码自动执行 ReplaceFile() 的所有操作有点困惑（无论如何重新实现 ReplaceFile() 似乎不是一个好主意）。

这一定是一个常见问题，所以可能有一个明显的解决方案我错过了。

(这个问题似乎相关但没有答案：。)

这是一个最小的可验证示例，展示了我正在努力实现的目标（更新 13:18 30/9/2015 UTC）。您必须提供三个文件名作为命令行参数，它们都在同一个卷上。第一个必须已经存在。

我总是收到来自 ReplaceFile() 的共享冲突。

#include <Windows.h>
#include <stdio.h>
#include <assert.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
  HANDLE lock;
  HANDLE temp;
  DWORD  bytes;

  if (argc != 4)
  {
    puts("First argument is the project file. Second argument is the temporary file.");
    puts("The third argument is the backup file.");
  }

  /* Open and lock the project file to make sure no one else can modify it */
  lock = CreateFile(argv[1], GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_DELETE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, 0);
  assert(lock != INVALID_HANDLE_VALUE);

  /* Save to the temporary file. */
  temp = CreateFile(argv[2], GENERIC_READ | GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_DELETE, NULL, CREATE_ALWAYS, 0, 0);
  assert(temp != INVALID_HANDLE_VALUE);
  WriteFile(temp, "test", 4, &bytes, NULL);
  /* Keep temp open so that another process can't modify the file. */

  if (!ReplaceFile(argv[1], argv[2], argv[3], 0, NULL, NULL))
  {
    if (GetLastError() == ERROR_SHARING_VIOLATION)
      puts("Sharing violation as I expected");
    else
      puts("Something went wrong");
  }
  else
    puts("ReplaceFile worked - not what I expected");

  /* If it worked the file referenced by temp would now be called argv[1]. */
  CloseHandle(lock);
  lock = temp;

  return EXIT_SUCCESS;
}

感谢 Hans Passant，他在现已删除的答案中提供了一些有价值的澄清想法。以下是我在遵循他的建议时的发现：

似乎 ReplaceFile() 允许 lpReplacedFileName 打开 FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_DELETE，但 lpReplacementFileName 不能。（而且这种行为似乎并不取决于是否提供了 lpBackupFileName。）所以完全有可能替换另一个进程打开的文件，即使另一个进程不允许 FILE_SHARE_WRITE，这是汉斯的观点。

但 FooEdit 正试图确保没有其他进程可以首先打开带有 GENERIC_WRITE 的文件 。为了确保在 FooEdit 中没有其他进程可以使用 GENERIC_WRITE 打开替换文件的竞争，似乎 FooEdit 必须保持连续 FILE_SHARE_READ | FILE_SHARE_DELETE lpReplacementFileName 的句柄，这将阻止使用 ReplaceFile()。

Answer 1

I'd like to know what is the simplest way to resolve this race.

没有解决这场比赛的简单方法。它是文件系统的固有部分，不是事务性的。 MS 在 Vista 中引入了一个事务文件 API，但现在强烈建议开发人员不要使用它，因为它可能会在未来的版本中被删除。

我有一些使用 ReplaceFile 的经验，但我认为它造成的麻烦超过了它的价值。我的回忆是，在保留元数据的同时，创建了一个新文件。其结果是保存在桌面上的文件的行为非常烦人。因为此类文件保留了它们的位置，所以创建新文件会导致使用默认位置。所以你会保存一个文件，你会把它拖到桌面上你想保留它的地方，然后当你再次保存文件时，它会移回默认位置。

Answer 2

其实我觉得可能有一个不涉及交易的解决方案（虽然据我所知交易仍然可用）。我自己还没有尝试过，但我认为在 NTFS 上应该可以创建一个新的文件流（使用一个长的随机名称来确保没有冲突），写入你的数据，然后将该流重命名为你的流其实想写给.

FILE_RENAME_INFORMATION 建议这应该是可能的，因为它谈到重命名数据流。

但是，这只适用于 NTFS。对于其他文件系统，我认为您别无选择。

应用程序保持文件锁定时的 ReplaceFile 替代方案

ReplaceFile alternative when application keeps file locked

file-io

winapi

atomic