访问文件后出现的 ~$ 文件是什么？它和缓冲机制、数据丢失有什么关系？

前言

很多人在使用 Office、文本编辑器、IDE 等工具时，会偶尔在文件夹里看到一个以 ~ 开头的文件；或者在异常退出后，文档被恢复为临时版本。本文将从机制出发，一步步讲清楚这个 ~ 文件的来源、作用、与缓冲机制的关联，以及为什么有时你“没保存就退出”会丢失数据。文章兼顾 Windows 与 Linux 场景，希望能对大家在日常排错、数据恢复、文件操作安全性上有帮助。

一、引子：那天看到文件夹里的 ~$xxx.docx，我愣住了

那天我在整理一个共享文件夹，突然看到一个神秘的文件：

~$报告.docx

这个文件名开头有一个波浪号加美元符号（~$），平时看文档目录几年也没见过这个东西。 我心想：这个东西是做什么的？能删吗？会不会影响文件？

上面这正是很多开发者、文档编辑者在日常中会遇到的问题。 下面，就让我们认真梳理一遍这个 ~$ 文件背后的机制。

二、~$ 文件是什么？

2.1 名称与典型创建者

• 这种以 ~$ 开头的文件，常见于 Microsoft Office（Word、Excel、PowerPoint 等）文档目录。
• 它通常被称为 临时所有者文件（owner temp file） 或 用于锁定与恢复的临时文件。
• 在你打开一个 Office 文档（如 .docx、.xlsx）时，Office 会在同一目录下创建这个文件。

2.2 它的两个核心作用

2.3 工作流程示意

1. 用户双击 Report.docx 打开文档。
2. Office 在当前目录创建 ~$Report.docx。
3. 用户开始编辑文档，此时所有修改通常是内存操作或写入缓冲区。
4. Office 会定期将编辑状态写入这个 ~$ 文件（或将缓冲区内容同步到临时文件）。
5. 用户选“保存”或关闭文档时，Office 会把最终内容保存到 Report.docx，然后删除 ~$Report.docx。
6. 如果程序崩溃或异常退出，~$Report.docx 保留下来。下次启动 Office 时，检测到它，就认为可能有未保存数据可恢复。

如果你看到一个 ~ 文件，但原始文档是关闭状态、没有编辑者在用，那么这个 ~ 文件往往就是“残留垃圾”，基本可以安全删除。

三、常见问题问答

Q1：我可以手动删除 ~$ 文件吗？

回答：是可以的。 前提是确保对应的原始文档已关闭，且没有别人在编辑。 因为在正常场景下，Office 会在关闭时自动删除这个临时文件。 如果这个文件被保留下来，一般来说它不包含额外的“核心数据”，主要是编辑状态的中间快照，所以删除它不会造成文档本体的丢失。

Q2：为什么有时候看见它，有时候看不见？

• 这个文件通常是“隐藏文件”。在 Windows 资源管理器里默认是不显示隐藏文件的。
• 若文档关闭正常、Office 删除了它，你确实看不到。
• 若程序异常退出或杀死进程（崩溃、断电、强制结束），~$ 文件可能没有被清理，下一次就能看到。

Q3：其他程序也会创建类似的文件吗？

当然会。虽说命名习惯不同，但原理类似。下面是几个例子：

• 文本编辑器 Vim：会创建以 .filename.swp 的交换（swap）文件。
• Emacs：会生成以 #filename# 的自动保存文件。
• LibreOffice（或 OpenOffice）：通常把临时及恢复文件放在用户缓存目录中，而不是文档目录。
• 各种 IDE、编辑器也有自己的自动保存机制，比如 .autosave 格式、临时文件、回收站版本等。

这些程序之所以都这么做，是出于同一个目的：在意外结束时，尽可能保留可恢复状态。

四、Linux 环境下的情况：有没有 ~$ 文件？

这个问题很有意义，因为很多人在 Windows 和 Linux 混用环境。

4.1 在 Linux 上运行 Office（例如通过 Wine）

如果你通过 Wine、CrossOver 等在 Linux 下运行 Microsoft Office，那么 Office 的行为在文档目录创建 ~ 文件的机制是与 Windows 一致的。也就是说，你很可能在 Linux 的文档目录看到 ~Report.docx——Office 在写 Linux 上也会做同样的操作。

4.2 Linux 原生程序的临时 / 自动保存机制

Linux 本身不会强制为每个编辑的文件生成 ~$ 文件。各个程序有各自机制，常见做法如下：

• 临时目录集中化：许多程序把临时文件放在 /tmp 或 /var/tmp，而不是文档目录。这样目录不会被凌乱。
• 隐藏文件命名：有些程序直接在文档目录创建以 . 开头的隐藏文件（如 .filename.swp）。
• 用户目录下保存：LibreOffice 在 Linux 上通常把恢复数据写到 ~/.config/libreoffice/…/backup 等路径，而不是文档目录本身。
• 编辑器交换 / 自动保存机制：例如 Vim 的 .swp、Emacs 的 #…#，都在编辑期间存在，正常退出会删除或重命名。

下面是一个对比表格：

综上，Linux 下虽然默认不产生 ~$ 文件，但多数应用程序有自己的备份、自动保存、恢复机制。命名、存放方式更加多样，更倾向于“幕后隐藏”的方式，而非直接出现在当前目录。

五、缓冲机制与 I/O 写入：关键关联

要理解为什么“没点保存，直接退出”会导致数据丢失，就必须理解 缓冲机制。~$ 文件只是机制的一环，缓冲机制是更基础的技术层面。

5.1 缓冲的意义

磁盘 I/O 要比内存慢得多。若每次微小变化就写磁盘，会极度损耗性能。 缓冲机制提供一个“中转仓库”，把多次小写入合并成一次大写入，从而提高效率。

在现代系统里，这个缓冲机制分为两个层次：

1. 用户级缓冲（用户空间） 程序库（如 C 标准库、应用层）会把小量写操作先写入用户空间缓冲区。
2. 内核级缓冲（操作系统内核） 用户空间把缓冲内容提交给操作系统后，OS 会将其放入自己的缓冲队列，稍后统一写入物理磁盘（或根据策略延迟写入）。

只有当这两个缓冲都刷新 / 写入到磁盘后，数据才真正落盘持久化。

5.2 三种缓冲模式

在 C / C++ 标准库中，默认文件 I/O（fopen、fwrite 等）通常使用 全缓冲。也就是说，只有缓冲区满了、遇到 fflush()、fclose() 等操作时才写入系统。若你在这之前程序崩溃或退出，那些还没 flush 的数据就丢了。

标准 I/O 函数中：

• fflush(FILE *stream)：强制刷新该流的缓冲区（用户空间 → 内核空间）。
• fclose(FILE *stream)：关闭流之前，会自动刷新缓冲区。
• setvbuf / setbuf：可以设置缓冲模式（全缓冲 / 行缓冲 / 无缓冲）和缓冲区大小。

5.3 “保存”操作的真实含义

当我们在应用程序（如 Office、文本编辑器）里点击“保存”按钮时，底层实际上执行的就是：

1. 把用户缓冲区的数据 flush 到内核缓冲区；
2. 操作系统最终承担将内核缓冲区内容写入磁盘；
3. 删除临时 ~$ 文件（如果有）或清理恢复状态。

如果我们没有点击“保存”，数据仍可能停留在用户缓冲区或内核缓冲区里，还未真正落盘。当程序崩溃或被强制终止时，这些缓冲还未完成写操作，数据就丢失。

六、一个完整案例剖析：写文本编辑器那一刻的数据流

下面我们来画一个流程图 / 步骤，便于理解每个阶段的数据状态，以及各类故障时数据如何丢失 / 恢复。

6.1 正常编辑、保存流程

[用户输入] → 写入用户缓冲区 → （定期或手动）→ flush 到内核缓冲区 → 操作系统异步写入磁盘 → 删除 "~$" 临时文件

补充一点：编辑期间还可能写入 ~$ 临时文件做恢复状态记录（写入临时文件通常也涉及缓冲机制）。

6.2 异常退出 / 崩溃流程

[用户输入] → 写入用户缓冲区 → （尚未 flush）→ 程序崩溃 / 强制退出 → 用户缓冲区数据被释放 → 内核缓冲区可能尚未写入磁盘 → 原文档和 `~` 文件状态可能不一致 → 下次启动可根据 `~` 文件尝试恢复部分内容

在这种异常情形下，~$ 文件成为你恢复恢复点的依据；它记录了最近一次写入临时状态的情况。

6.3 为什么“没保存就退出”导致丢失？

因为在全缓冲机制下，很多修改都还停留在用户缓冲区，不会自动 flush。 若程序没有机会执行刷新操作（因为被强制终止），这些缓冲数据就永远消失了。

你可以把“点击保存”理解为给程序下达命令：“把当前所有未写入磁盘的数据都写下来。”在程序没有执行这条命令之前，就退出、崩溃，就没机会写入，资料残留在缓冲区。

七、实用建议与注意事项（程序员视角）

在理解底层机制后，我们来看一些实际建议，帮助减少数据丢失风险、优化文件操作安全性。

7.1 编辑器 / 文档使用端的行为建议

• 勤保存：尤其在编辑重要文档时，手动点击“保存”比依赖自动保存要安全。
• 开启自动保存 /备份功能：现代编辑器（VS Code、Office 等）通常有自动保存、定时备份、版本历史等功能，应合理配置。
• 退出前确认保存：在关闭程序或文档前，确保有保存提示机制，避免误关闭。
• 定期检查临时文件残留：若目录里常见 ~$ 文件残留，可能说明程序曾异常退出，建议及时清理或恢复。

7.2 程序 / 库 /工具开发者视角

如果你在编写涉及文件写入的程序，可以考虑以下策略：

• 在关键写操作完成后，调用 fflush()、fsync() 等保证写入。
• 对异常情况做捕获与清理机制（try / finally /析构流程），确保 flush 与关闭。
• 在锁定 / 协作场景下，也可用类似 ~$ 机制标识文件被占用。
• 对于长时间编辑或关键数据，设计自动保存 /增量快照机制。
• 在跨平台或多系统上操作文件时，要考虑临时文件命名规范、权限控制、安全清理等细节。

八、个人观点与总结

从我平常处理文档、编辑器、文件存储的经验来看，这个 ~$ 文件机制虽然看起来神秘，但其实是一个非常务实、典型的“中间保护层”设计。它并不是专为 Office 孤立设计，而是这一类软件在面临崩溃、并发访问、恢复机制等挑战时的一种通用解决方案。

下面是我对这几个层面的总结与看法：

1. 设计的取舍 Office 选择在文档目录生成 ~$ 文件，是为了简单直观，让恢复机制紧贴文档本身。缺点是目录易被污染、误删可能造成恢复困难。这种设计在桌面办公场景下，是一种合适的折中。
2. 自动恢复 vs 程序稳定性 ~ 文件机制并不能替代良好的保存策略。如果一个编辑器频繁崩溃，即便有 ~ 也可能恢复不完整。核心还是软件自身的稳定性、自动保存频率、错误处理机制。
3. 缓冲机制是根基 在我看来，很多人把“没保存就退出丢失”归罪于 Office、文档编辑器，实际上根源在于 I/O 缓冲机制及其触发机制。如果开发者、用户对这一机制有基本理解，就会更安全地操作。
4. 跨平台设计要兼顾一致性 在跨系统应用中（Windows / Linux / macOS），临时文件机制通常要设计为可配置、命名可控、易恢复、易清理。不能假设都会生成 ~$ 或 .swp，也不能假设临时目录永远可用。