Linux中的陈旧文件处理

1. 概述

在本教程中，我们将处理Linux 中的陈旧文件 句柄。在处理文件（尤其是共享文件）时，它们是相对常见的情况。为了解决陈旧的文件句柄，首先，我们必须澄清文件的一般概念。

本教程中的代码已经在 Debian 10.10 (Buster) 和 GNU Bash 5.0.3 上进行了测试。它是 POSIX 兼容的，应该可以在任何这样的环境中工作。

2. 索引节点

**索引节点 ( inode ) 是文件系统元素，它描述了其他类似的元素。**本质上，必须存在 inode 才能使文件或目录等对象也存在。本文使用术语文件来表示任何具有与其关联的 inode 的文件系统对象。

我们使用stat （统计）命令来显示特定文件的详细信息：

user@itcodingman:~$ stat filename
File: filename
Size: 583 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
Device: 810h/2064d Inode: 666 Links: 1
[...]

文件*filename *引用 inode 编号 666（最后一行）。

但是谁引用了该文件？

3.文件句柄

文件句柄（文件描述符）只是整数。进程使用它们来索引打开文件的系统表（文件描述）。与文件系统元素不同，文件句柄不驻留在文件系统上或随文件系统更新。相反，它们被进程用来保存其打开文件的寄存器。

我们通过在proc（进程信息） 伪文件系统上应用带有*-l*（长列表格式）标志的ls （list）命令来列出这个寄存器：

user@itcodingman:~$ ls -l /proc/1296/fd
total 0
lrwx------ 1 user user 64 Jul 1 10:49 0 -> /dev/pts/1
lrwx------ 1 user user 64 Jul 1 10:49 1 -> /dev/pts/1
lrwx------ 1 user user 64 Jul 1 10:49 2 -> /dev/pts/1
lrwx------ 1 user user 64 Jul 1 10:50 3 -> /home/user/filename

输出显示文件描述符 3 指向文件*/home/user/filename*。在该描述符上使用带有*-L*（取消引用链接）标志的stat会显示文件的 inode 编号：

user@itcodingman:~$ stat -L /proc/1296/fd/3
File: /proc/1296/fd/3
Size: 583 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
Device: 810h/2064d Inode: 666 Links: 1
[...]

文件引用 inode。通过文件句柄处理参考文件。那么，文件句柄如何变得陈旧？

4. 过时的文件句柄

文件可能以许多名称存在，指向同一个 inode。但是，一旦一个 inode 没有被引用或硬链接 ，它就会被释放以供将来使用。

**此时，相关文件句柄继续指向一个不存在或不匹配（不同 inode 编号）的文件。它们现在是陈旧的文件句柄。**即使我们重新创建有问题的文件，内核也几乎不可能重用相同的 inode 编号。

产生的错误以不同的方式出现，但标准代码是ESTALE 116，带有消息Stale file handle：

user@itcodingman:~$ cd /mounted
-bash: cd: /mounted: Stale file handle

如果该进程不处理错误，它可能只是不输出任何内容或声明丢失的文件。

这种情况通常有一个标准修复。

5. 解决陈旧的文件句柄

当进程重新打开文件时，会刷新陈旧的文件句柄。这样做会使用文件的新 inode 编号（如果存在）更新文件描述。在大多数情况下，进程必须在内部执行此操作。否则，我们可能不得不重新启动它。

这个解决方案虽然简单，但对于已挂载的共享目录来说并非易事。

不刷新陈旧文件句柄的最常见情况是NFS 或 CIFS 挂载的共享目录。此类协议的实现通常缺乏标准化的缓存和文件句柄同步。这种情况通常需要重新挂载（可能使用不同的选项），甚至需要重新启动服务器进程。这两种操作都可能导致停机。