Python 文件写入的原子性，指的是在写入过程中确保文件要么完整写入，要么保持原有状态，避免因程序崩溃、系统断电等原因导致文件处于中间或损坏状态。直接对原文件进行写操作不具备原子性，但可以通过一些方法来保障。
使用临时文件 + 重命名实现原子写入
最常见且可靠的方式是：先将数据写入一个临时文件，写完后通过 os.rename() 将其替换原文件。在大多数现代文件系统（如 ext4、NTFS）中，rename 操作是原子的。
示例代码：
import os import tempfiledef atomic_write(filename, content):
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创建临时文件，与目标文件在同一目录下
dirpath = os.path.dirname(filename) with tempfile.NamedTemporaryFile('w', dir=dirpath, delete=False) as f: temp_name = f.name f.write(content) f.flush() os.fsync(f.fileno()) # 确保内容写入磁盘 # 原子重命名 os.replace(temp_name, filename) # Python 3.3+ 推荐使用 replace 替代 rename
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- 临时文件必须与目标文件在同一文件系统下，否则
os.replace可能不是原子的。 -
delete=False避免文件被自动删除，便于后续重命名。 -
os.fsync()确保操作系统缓冲区真正写入磁盘，增强持久性。 -
os.replace()在 Unix 和 Windows 上都能正确处理覆盖，比os.rename()更安全。
避免使用 truncate 或直接写原文件
以下做法不具备原子性：
with open('data.txt', 'w') as f:
f.write(new_content)
这种写法会直接修改原文件。如果写入中途失败，原文件可能被截断或部分更新，造成数据丢失。
跨平台与文件系统注意事项
虽然 os.replace() 是原子的，但需注意：
- 某些网络文件系统（如 NFS）可能不保证 rename 的原子性。
- Windows 对正在使用的文件限制较多，建议关闭文件句柄后再重命名。
- 若目标文件不存在，
os.replace()仍能正常工作，等价于 rename。
基本上就这些。只要写到临时文件再原子替换，就能有效避免写入过程中的数据损坏问题。
