シェルスクリプトで設定ファイルをアトミックに書き換える設計｜mktempとmvで書き換え途中の障害によるデータ消失を防ぐ方法

この記事のポイント

・ mktemp と mv でアトミックな設定ファイル書き換えができる
・ mktemp は対象と同じディレクトリに作ると mv がアトミックになる
・ chmod/chown --reference で権限・所有者を一時ファイルに引き継げる
・ trap EXIT と set -euo pipefail で失敗時の一時ファイル削除が漏れない

# よく見かける実装
echo "new_setting=value" > /etc/myapp/config.conf   # 直接リダイレクト
sed -i 's/old_value/new_value/' /etc/myapp/config.conf  # sed -i での上書き

# mktemp で一時ファイルを作る
# テンプレートを対象ファイルと同じディレクトリにすることが重要
tmpfile=$(mktemp /etc/myapp/config.conf.XXXXXX)

target="/etc/myapp/config.conf"
tmpfile=$(mktemp "${target}.XXXXXX")

# 一時ファイルに新しい内容を書く
cat > "$tmpfile" << 'EOF'
# /etc/myapp/config.conf
new_setting=value
timeout=30
EOF

# mv でアトミックに差し替える（同じパーティション内なら rename システムコール）
mv "$tmpfile" "$target"

target="/etc/myapp/config.conf"
tmpfile=$(mktemp "${target}.XXXXXX")

# 元ファイルの権限・所有者を一時ファイルにコピーする
chmod --reference="$target" "$tmpfile"
chown --reference="$target" "$tmpfile"

# 新しい内容を書く
cat > "$tmpfile" << 'EOF'
new_setting=value
EOF

mv "$tmpfile" "$target"

#!/bin/bash
set -euo pipefail

# アトミック書き換え関数
# 使い方: atomic_write ターゲットファイル 新しい内容を出力するコマンド...
# 例: atomic_write /etc/myapp/config.conf cat /tmp/new_config.conf
atomic_write() {
  local target="$1"
  shift
  local tmpfile

  # 対象と同じディレクトリに作る（mv のアトミック性を保証するため）
  tmpfile=$(mktemp "${target}.XXXXXX")

  # 失敗時に一時ファイルを確実に削除するための trap
  trap 'rm -f "$tmpfile"' EXIT

  # 権限・所有者を引き継ぐ
  if [[ -f "$target" ]]; then
    chmod --reference="$target" "$tmpfile"
    chown --reference="$target" "$tmpfile"
  fi

  # 新しい内容を書く（$@ に渡したコマンドを実行して一時ファイルに書く）
  "$@" > "$tmpfile"

  # アトミックに差し替える
  mv "$tmpfile" "$target"
  trap - EXIT   # 差し替え完了後は trap を解除する
}

# 使用例
atomic_write /etc/myapp/config.conf cat /tmp/new_config.conf

target="/etc/myapp/config.conf"
backup="${target}.$(date +%Y%m%d%H%M%S).bak"

# バックアップを取る
cp -p "$target" "$backup"
echo "バックアップ: $backup"

# アトミック書き換えで更新する
tmpfile=$(mktemp "${target}.XXXXXX")
trap 'rm -f "$tmpfile"' EXIT
chmod --reference="$target" "$tmpfile"
chown --reference="$target" "$tmpfile"
sed 's/old_value/new_value/' "$target" > "$tmpfile"
mv "$tmpfile" "$target"
trap - EXIT

target="/etc/nginx/nginx.conf"
tmpfile=$(mktemp "${target}.XXXXXX")
trap 'rm -f "$tmpfile"' EXIT
chmod --reference="$target" "$tmpfile"
chown --reference="$target" "$tmpfile"

# 新しい設定を一時ファイルに書く
cat > "$tmpfile" << 'EOF'
worker_processes auto;
events { worker_connections 1024; }
http {
  include /etc/nginx/conf.d/*.conf;
}
EOF

# 構文検証：一時ファイルを本番パスとして nginx に読ませる
if nginx -t -c "$tmpfile" 2>&1; then
  mv "$tmpfile" "$target"
  trap - EXIT
  echo "更新完了"
else
  echo "構文エラー: 更新を中止します" >&2
  exit 1
fi

#!/bin/bash
set -euo pipefail

TARGET="/etc/myapp/config.conf"
BACKUP="${TARGET}.$(date +%Y%m%d%H%M%S).bak"
TMPFILE=""

cleanup() {
  [[ -n "$TMPFILE" && -f "$TMPFILE" ]] && rm -f "$TMPFILE"
}
trap cleanup EXIT

# バックアップ
cp -p "$TARGET" "$BACKUP"

# 一時ファイルに書く（対象と同じディレクトリに作ることでアトミック mv が使える）
TMPFILE=$(mktemp "${TARGET}.XXXXXX")
chmod --reference="$TARGET" "$TMPFILE"
chown --reference="$TARGET" "$TMPFILE"

# 新しい内容を生成して書く（環境変数から設定を組み立てる例）
cat > "$TMPFILE" << EOF
# Generated by $(basename "$0") on $(date)
timeout=${APP_TIMEOUT:-30}
max_connections=${APP_MAX_CONN:-100}
log_level=${APP_LOG_LEVEL:-info}
EOF

# アトミックに差し替える
mv "$TMPFILE" "$TARGET"
TMPFILE=""   # mv 完了後は cleanup で削除しないよう空にする

echo "更新完了: $TARGET"

# 出力例（環境により異なります）
$ mv /tmp/config.conf.XXXXXX /etc/myapp/config.conf
mv: cannot move '/tmp/config.conf.XXXXXX' to '/etc/myapp/config.conf': Invalid cross-device link

# 出力例（環境により異なります）
$ mv "$tmpfile" /etc/myapp/config.conf
mv: cannot move '...' to '/etc/myapp/config.conf': Permission denied