Bash中无需显式临时文件实现文件写入自身的技巧

注意：我专门在寻找代码奇技淫巧方案，而非替代解决方案。我清楚awk、sed等工具可以很好地完成这类内联编辑操作。

问题复现命令：

$ echo '1' > test
$ cat test > test
$ cat test
$ 

直接执行cat test > test会得到空文件，核心原因是shell在启动cat命令前，就会先处理> test重定向，以写模式打开文件并截断所有内容，等cat开始读test的时候，文件已经是空的了。
需求是找到方法让上述第二条命令执行后，文件仍然保留原始内容1，要求无需显式使用二级文件（后台隐式使用二级文件/内核缓冲是允许的），不需要常规的sed -i、awk -i inplace这类通用替代方案。

方案1：利用inode引用计数机制（无额外依赖，100%可靠） #

这个方案利用POSIX文件系统的核心特性：文件被进程打开持有文件描述符时，即使从目录中被删除（unlink），inode对应的数据块也不会被回收，直到所有指向该inode的文件描述符关闭才会真正清除数据。
最简洁的原生shell写法：

( rm test; cat > test ) < test

执行逻辑无任何竞态：

• shell启动子shell时，首先处理末尾的< test重定向，以读模式打开原test文件，绑定到子shell的标准输入，此时原文件的inode已经被stdin的文件描述符持有
• 子shell内先执行rm test，删除test对应的目录项，此时目录里看不到原文件，但原文件的inode和数据因为stdin的引用仍然完整保留
• 接着执行cat > test：cat默认从标准输入读取原文件的全部内容，同时> test会创建一个和原文件完全无关的新同名文件（分配新inode），把读到的原内容写入新文件
• 命令执行结束子shell退出，stdin持有的旧文件描述符自动关闭，旧inode因为引用计数归0被系统回收。全程没有显式创建任何临时文件，所有内核层面的操作对用户完全透明，不管文件多大都能稳定工作。

提示：这个技巧仅做玩法展示，如果中途进程被异常终止，原文件已经被删除、新文件未写完会导致数据丢失，重要数据操作请用正规的原地编辑工具。

方案2：用sponge自动缓冲（写法最简洁） #

sponge是moreutils工具集里的专用小工具，设计初衷就是解决这类"读文件同时写回同一个文件"的场景，它会自动把所有输入内容读入缓冲（内存不足时自动调用后台临时文件，对用户无感知），等输入完全读取完毕后再写入目标文件，不会提前截断文件。
命令写法：

cat test | sponge test

执行逻辑：

• 管道左侧的cat test启动读取原文件内容，通过管道传给sponge
• sponge持续接收所有输入存入缓冲，期间不会操作目标文件
• 等输入流完全结束（原文件内容全部读完），sponge才打开test文件写入缓冲的内容，全程不需要手动指定临时文件名。

网上流传的cat <(cat test) >test类写法属于典型的竞态漏洞：在文件非常小的时候可能碰巧成功，但本质是赌进程替换里的cat test能在shell截断文件前读完所有内容，处理大文件时几乎必然出现内容丢失，不要在任何真实场景使用。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Roel Van de Paar