Linux 如何管理删除临时文件？

Question

我一直在研究一些 Linux 实现，我想到了一个问题。

据我所知，有一点将文件标记为临时文件。 当生成该文件的进程死亡时，内核如何删除它？ 我认为它可能与文件描述符表有关，但我不确定。

如果有人能一步一步给出解释，那就派上用场了！

Answer 1

没有将文件标记为临时文件的位。

每个 inode 都有一个链接计数字段，它是引用文件的目录条目数。 每次对文件进行硬链接时，此计数都会增加，而当您删除名称时，它会减少； 当计数变为零时，文件被删除（inode 被标记为可用，并且所有数据块都放在空闲列表中）。

当一个文件在一个进程中被打开时，内核的文件表中会保存一个 inode 的副本，并且引用它的文件句柄的数量被添加到这个副本中的链接计数中。 当进程关闭其文件描述符时，链接计数会减少。 在此内存中链接计数降至零之前，该文件实际上并未被删除。 这就是在文件打开时将文件保留在磁盘上的原因，即使删除了所有名称。

因此，当您创建临时文件时，它会执行以下步骤：

1. 创建文件。 磁盘上的 inode 链接计数 = 1。
2. 打开文件。 内核 inode 链接数 = 2。
3. 删除文件名。 内核 inode 链接计数 = 1。

此时，进程可以继续使用临时文件，但由于没有名称，其他进程无法打开它。

当进程关闭文件句柄时，链接计数变为 0，文件被删除。

最新版本的 Linux 有一个O_TMPFILE标志来open(2)来自动执行此操作。 您只需指定目录，而不是指定文件名，该目录仅用于查找文件系统来保存文件数据。 当使用它时，它在一次调用中有效地完成了上述所有 3 个步骤，但它实际上从未在任何地方创建文件名（因此避免了竞争条件和名称冲突）。

Answer 2

我一直在对该主题进行一些研究，并且发现了一些额外的信息来补充 Barmar 提供的答案。

我阅读了 tmpfile() 系统调用。 这个系统调用创建一个临时文件并返回一个流描述符。

问题是 tmpfile 在内部调用取消链接。 从而减少链接计数。 尽管此链接是最后一个链接，但如果该文件已被任何进程打开，则它会一直存在，直到关闭为止。 我不是 100% 确定这个过程在内部是如何工作的，但我认为这是由于 iPut 算法验证引用计数和链接计数的顺序。 我已经看到了 iPut 的一些实现，首先，它检查引用计数是否为零，如果是，则转到链接计数，如果它等于零，则取消分配分配给文件的所有块。

所以在这种情况下，我们将引用计数==1，因为我们仍然有一个打开文件的进程，但链接计数将为零。 因此 iput 在进程关闭文件之前不会释放 i-node。