SAVE LAB · 故障注入实验

保存到一半断掉，旧文件还能活着吗？

“用 w 打开再写入”看起来没问题，危险却藏在打开和写完之间。选择保存策略，再把故障插进不同步骤，比较主文件最终留下的是完整旧版、残缺半版，还是完整新版。

保存策略
故障发生位置
第 2 步后
故障 0：全程成功。
故障 1–4：对应步骤执行完后突然中断。尝试在同一个位置切换两种策略，结果最直观。
settings.json · 主文件 

              
完整旧版本，可正常读取

            

            

              settings.json.tmp · 临时文件
              
（尚未创建）

              
不参与当前读取

            

          

          
等待实验：当前主文件保存着一个完整旧版本。

        

      

    


    

      

        
直接覆盖：先破坏旧版，再构造新版

        
with open(target, "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False)

        
    
          
  • w 在打开成功时就截断旧文件，不会等新内容全部准备好。
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  • 若写到一半遇到磁盘错误、进程退出或设备断电，主路径可能只剩半截内容。
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  • 代码短，适合“丢了也能重建”的临时输出；重要配置和用户数据要更谨慎。
    • 
        

      

      

        
临时写入：新版本完整后再换岗

        
tmp = target.with_suffix(".tmp")
with open(tmp, "w", encoding="utf-8") as f:
    json.dump(data, f, ensure_ascii=False)
    f.flush()
    os.fsync(f.fileno())
os.replace(tmp, target)

        
    
          
  • 写临时文件期间，主路径上的旧版不动；中途失败还能继续读取旧版。
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  • os.replace 成功时把临时文件替换到主路径；在 POSIX 同文件系统条件下，此替换是原子的。
    • 
          
  • 临时文件放在目标文件同一目录，更容易保证处在同一文件系统，也便于权限和清理管理。
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边界别忽略：“原子替换”解决的是读者看到半个新文件的问题，不等于所有平台、所有断电场景都自动获得绝对持久性。生产代码还要处理权限不足、磁盘空间耗尽、临时文件清理，以及不同操作系统的文件占用规则；特别重要的数据应配合备份、校验和恢复策略。