Сможет ли другой процесс завершить чтение старого файла, даже если он был заменен?
Да, процесс с открытым файлом будет читать файл через дескриптор открытого файла. Команда mv просто изменяет соответствующую запись в каталоге.
Если другой процесс держит файл открытым все время, то да, он сможет продолжить чтение.
Точно так же, как вы можете удалить открытый файл, и процессы, открывающие этот файл, по-прежнему смогут читать / писать из файла, пока он не закроется.