文件测试和stat

在Shell中，经常会通过中括号或test命令来测试文件是否存在、是否可读可写可执行等。Perl作为【高级Shell】脚本语言，也可以进行文件测试，并且测试语法和Shell的测试方式非常相似，比如都可以用-e "file"测试file文件是否存在。

文件测试符

Perl中的测试操作都通过一些特殊的测试符进行，测试符均以短横线开头，后面是一个字母。例如-e "file"。在可能产生歧义的情况下，这些测试符可以用括号包围，例如：(-e "a.log")。

在介绍支持的操作符之前，先了解一些测试符的注意事项。

1. 测试操作的返回值：
   • 返回1表示测试结果为真
   • 返回空字符串表示测试结果为假
   • 返回undef值表示文件不存在或无法测试，此时会将错误信息设置到$!
   • 部分测试符返回具体值，例如测试文件大小的-s，它返回文件字节数量，空文件时返回0，也可表示布尔假
2. 测试符可省略参数，此时默认测试$_对应的文件名
   • -t测试除外，因为它测试的总是句柄，-t省略参数时默认测试STDIN
   • 省略参数时很容易出错，因为它们可能会把后面第一个非空白字符串当作测试参数。例如-s / 1024本意是获得文件大小的KB数量，但却测试了/。如果一定要省略，建议使用小括号包围测试符(-s)/1024
3. -l测试符测试是否是软链接，它会追踪软链接，如果是软链接但不是有效的软链接，比如目标不存在，将返回undef并报错

Perl支持下面这些操作符，详细说明可参考手册：perldoc -f -X。

上面-M/-A/-C会计算天数，它是(小时数/24)来计算的。例如，6小时前修改的文件，它的天数就是0.25天。例如：

# 修改文件mtime时间为6小时前
$ touch -m -t "6 hours ago" /tmp/b.log

下面的代码将输出0.25：

print (-M "/tmp/b.log");  # 0.250162037037037

优化测试

每一次测试操作，都是在执行一次stat系统调用，它可能会访问磁盘来获取文件的各种元数据信息(共十三种信息)，因此速度很慢。

如果要测试大量文件，且需要测试每个文件的多种属性，重复多次测试将会使效率非常低。例如，要从包含100W个小文件的目录中找出具有可读可写且3天内未修改过的文件(运维的常事)，就需要多次对同一个文件进行测试。

每一次测试都是请求stat系统调用，一次stat系统调用本身就会返回文件的所有元数据信息，这些信息可以缓存下来以供后续使用，因此，如果需要测试同一个文件的多个属性，建议只测试一次该文件，并在之后访问缓存下来的该文件信息。

perl每次测试文件时，非常人性化地将文件信息缓存下来了，下次测试该文件时，直接对特殊的测试目标下划线_进行测试即可，这会访问缓存中的信息。

# 测试可读且可写
say "xxx" if -w "a.log" and -r "a.log"; # 不推荐
say "xxx" if -w "a.log" and -r _;       # 推荐

_的缓存周期可以延续到下一次对具体文件的测试。例如，下面第三条语句测试的是b.log是否可读。

print "xxx" if -w "a.log";
print "xxx" if -w "b.log";
print "xxx" if -r _;

另一种优化多次测试的方式是连写测试符。

测试符连写

可以将多个测试操作符连在一起写。

• 连写的时候，从右向左依次执行，并按照and逻辑运算符判断真假，即所有测试都为真才返回真
• 对于返回真/假值的测试符，连写的测试符前后顺序不会影响结果
• 对于返回非真/假值的测试符(即-s/-M/-A/-C)，强烈建议不要连写

例如下面两个语句，它们在最终测试结果上是等价的。第一个语句先测试可写性，再测试可读性，只有两者均为真时if条件才为真。

print "xxx" if -r -w "a.log";
print "xxx" if -w -r "a.log";

但是，返回非真/假值的测试符，需要小心小心再小心。例如，-s返回的是文件字节数而非布尔值：

while(<*>){
  if (-s -f $_ < 512){     # 这里的结果会出乎意料
    print "${_}'s size < 512 bytes\n";
  }
}

上面的if条件子句等价于(-f $_ and -s _) < 512，它会输出小于512字节的普通文件，以及所有非普通文件。由于and是短路运算的，如果测试的目标$_不是一个普通文件，而是一个目录，-f $_就会返回假，并结束测试，由于 布尔假对应数值0，使得和512的大小比较永远返回真。

所有，对于返回非真/假值的测试符，应该避免测试符连写：

while(<*>){
  if (-f $_ and (-s _) < 512){
    print "${_}'s size < 512 bytes\n";
  }
}

stat函数和lstat函数

Perl除了支持上面各种测试符来测试文件属性，还支持stat函数获取文件的元数据信息，它们都会发起stat系统调用。

stat函数返回共13项属性信息，这13项属性先后顺序分别是(可随时通过perldoc -f stat查看)：

use 5.010;
$filename=$ARGV[0];

my @arr = ($dev,$ino,$mode,$nlink,$uid,$gid,$rdev,$size,
           $atime,$mtime,$ctime,$blksize,$blocks)
        = stat($filename);

say '$dev     :',$arr[0];
say '$inode   :',$arr[1];
say '$mode    :',$arr[2];
say '$nlink   :',$arr[3];
say '$uid     :',$arr[4];
say '$gid     :',$arr[5];
say '$rdev    :',$arr[6];
say '$size    :',$arr[7];
say '$atime   :',$arr[8];
say '$mtime   :',$arr[9];
say '$ctime   :',$arr[10];
say '$blksize :',$arr[11];
say '$blocks  :',$arr[12];

输出结果：

$dev     :2050
$inode   :67326520
$mode    :33188
$nlink   :1
$uid     :0
$gid     :0
$rdev    :0
$size    :12
$atime   :1533544992
$mtime   :1533426824
$ctime   :1533426824
$blksize :4096
$blocks  :8

各项属性的含义：

需要注意的是，$mode返回的是文件类型和文件权限的结合体，且文件权限并非直接的8进制权限值，要计算出Unix系统中直观的权限数值(如0755、0644)，需要和0777做位与运算。

# 将返回0644、0755类型的八进制权限值
printf "perm :%04o\n",$mode & 0777;  

也可以直接从stat结果中取出某项属性的值：

my $mode = (stat($filename))[2];

以下是stat函数的其它一些注意事项：

• stat函数测试成功时，返回属性列表，测试失败时返回空列表
• stat测试成功时，会缓存为_
• 如果省略stat函数的参数，则默认测试$_

对于软链接文件，stat会追踪到链接的目标，如果软链接是无效链接(目标不存在)，将报错。如果不想追踪，则使用lstat函数替代stat，lstat在测试非软链接以及目标不存在的软链接时，返回空列表。