什么原因会导致针对只读文件调用close(2)失败并返回EIO？

Question

我正在调查一个Android问题，其中因未能关闭文件而抛出了IOException：

java.io.IOException: close failed: EIO (I/O error)
    at libcore.io.IoUtils.close(IoUtils.java:41)
    at java.io.FileInputStream.close(FileInputStream.java:121)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.io.JPZIO.convertJPZPuzzle(JPZIO.java:191)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.net.AbstractJPZDownloader.download(AbstractJPZDownloader.java:56)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.net.AbstractJPZDownloader.download(AbstractJPZDownloader.java:41)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.net.AbstractDownloader.download(AbstractDownloader.java:112)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.net.AbstractDownloader.download(AbstractDownloader.java:108)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.net.Downloaders.download(Downloaders.java:257)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.BrowseActivity.internalDownload(BrowseActivity.java:702)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.BrowseActivity.access$6(BrowseActivity.java:696)
    at com.adamrosenfield.wordswithcrosses.BrowseActivity$7.run(BrowseActivity.java:691)
    at java.lang.Thread.run(Thread.java:856)
Caused by: libcore.io.ErrnoException: close failed: EIO (I/O error)
    at libcore.io.Posix.close(Native Method)
    at libcore.io.BlockGuardOs.close(BlockGuardOs.java:75)
    at libcore.io.IoUtils.close(IoUtils.java:38)
    ... 11 more

相关代码如下：

public static void convertJPZPuzzle(File jpzFile, File destFile,
        PuzzleMetadataSetter metadataSetter) throws IOException {
    FileInputStream fis = new FileInputStream(jpzFile);
    try {
        DataOutputStream dos = new DataOutputStream(new FileOutputStream(destFile));
        try {
            if (!convertJPZPuzzle(fis, dos, metadataSetter)) {
                throw new IOException("Failed to convert JPZ file: " + jpzFile);
            }
        } finally {
            dos.close();
        }
    } finally {
        fis.close();
    }
}

完整的源代码可以在GitHub上找到。

异常是从fis.close()这一行抛出的。从我阅读Android源码得知，看起来FileInputStream.close()对本地代码中的底层文件描述符只是调用了close(2) 。

手册似乎没有说明什么会导致EIO错误，它们只是说“发生了I/O错误”或者“如果在关闭()期间从文件系统读取或写入时发生了I/O错误”。Mac OS X的手册说它可能发生在“以前未提交的write（2）遇到输入/输出错误。”的情况下。在这些系统中，该错误可能是由于内存问题等原因引起的。

像本例中仅打开文件进行读取的文件描述符，究竟是什么原因导致close(2)失败并显示EIO错误？显然不是未提交的write(2)。对于这个特定文件，它是使用Android的DownloadManager服务下载的，这意味着可能有残留的线程和/或进程同时访问它，但我几乎无法想象这会影响关闭文件。此外，在此代码运行之后，文件将被删除（此处），但除非Android有未记录的时间机器，否则未来的代码不应在这里产生影响。

我特别感兴趣的是Android和/或Linux的答案，但对其他操作系统的一般答案也将受到欢迎。

- Adam Rosenfield

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我无法继续下去，因为我不懂c或posix系统。相关问题和答案在这里。libcore.io的源代码在这里，close（用于fd）的native实现在这里。 - Sotirios Delimanolis

在最后一个链接中，您需要找到第429行上close()的实现。 - Sotirios Delimanolis

@SotiriosDelimanolis：是的，我看到了那个问题——讨论了EIO错误后文件描述符的状态；我对导致EIO的原因感兴趣，而不是在错误发生后该怎么做。close()的实现是Linux内核中的系统调用。 - Adam Rosenfield

似乎与坏的inode有关，但是深入内核代码需要比我想象的更长的时间... - jxh

同样的。除了特殊的文件系统，我也看不出close会返回EIO的其他方式。你所说的文件所处的文件系统类型是什么？ - R.. GitHub STOP HELPING ICE

@R..：我不确定，因为这个错误发生在另一个用户的设备上，但是它是在SD卡上发生的。我的Android设备的SD卡格式为vfat（根据mount（1）），所以我怀疑用户的SD卡也可能是这种格式。 - Adam Rosenfield

Answer 1

我猜测 EIO 来自于 fs/bad_inode.c 中的 bad_file_flush。当内核访问一个索引节点时出现任何故障，它会将打开文件描述符转换为伪打开文件，其文件操作使用 bad_inode_ops。我找不到对基于 FAT 的文件系统执行此操作的代码，但可能存在某些通用代码。

至于原因，可能是类似插入 USB 线并从连接的计算机上挂载文件系统、移除 SD 卡等。

- R.. GitHub STOP HELPING ICE

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由于我不幸无法访问我的用户设备，所以我无法确定发生了什么，但在那之前，这似乎是最有可能的解释。在浏览内核源代码一段时间后，似乎 sys_close() 只能返回 0、-EINTR、-EBADF 或文件系统 flush() 实现的返回值，而 vfat 没有实现 flush()。 - Adam Rosenfield

Answer 2

通常情况下，在关闭流时，您应该始终预期IOExceptions异常。代码非常简单，但是请参阅此处的Java提供的最干净的示例：

https://dev59.com/GXVC5IYBdhLWcg3w4VVz#156520

然而，在您的特定情况下，我想异常被抛出是因为看起来您正在unzipOrPassthrough(InputStream)方法中更改InputStream的值，然后尝试在稍后关闭它：

        if (entry == null) {
        is = new ByteArrayInputStream(baos.toByteArray());

当您稍后在FileInputStream类上调用close时，它可能会出现问题，因为它现在是一个ByteArrayInputStream而不再是FileInputStream。

- Jeffrey Mixon

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这根本就没有意义。如果现在是一个 ByteArrayInputStream 对象，他就不能“稍后调用 FileInputStream 类上的 close”。他正在关闭 ByteArrayInputStream。结束了。关于“现在是 ByteArrayInputStream 而不再是 FileInputStream”的部分是无意义的。引用是类型为 InputStream 的。对象的引用无法记住它们曾经指向的对象类型。 - user207421

unzipOrPassthrough() 从传入的输入流中读取数据，但不关闭它。它重新分配了本地参数is，但这对传入的原始流没有影响。 - Adam Rosenfield