Linux系统---如何理解Linux中的文件系统

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一、理解文件系统

1.ls与stat

       我们使用ls -l的时候看到的除了看到文件名，还看到了文件元数据。

每行包含7列：

    模式--硬链接数--文件所有者--组--大小--最后修改时间--文件名

       ls -l读取存储在磁盘上的文件信息，然后显示出来

       其实这个信息除了通过这种方式来读取，还有一个stat命令能够看到更多信息

2.inode

       为了能解释清楚inode我们先简单了解一下文件系统

       Linux ext2文件系统，上图为磁盘文件系统图（内核内存映像肯定有所不同），磁盘是典型的块设备，硬盘分区被划分为一个个的block。一个block的大小是由格式化的时候确定的，并且不可以更改。例如mke2fs的-b选项可以设定block大小为1024、2048或4096字节。而上图中启动块（Boot Block）的大小是确定的。

       Block Group：ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个Block Group。而每个Block Group都有着相同的结构组成。政府管理各区的例子

       超级块（Super Block）：存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：bolck 和 inode的总量，未使用的block和inode的数量，一个block和inode的大小，最近一次挂载的时间，最近一次写入数据的时间，最近一次检验磁盘的时间等其他文件系统的相关信息。Super Block的信息被破坏，可以说整个文件系统结构就被破坏了
       GDT，Group Descriptor Table：块组描述符，描述块组属性信息
       块位图（Block Bitmap）：Block Bitmap中记录着Data Block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块没有被占用
       inode位图（inode Bitmap）：每个bit表示一个inode是否空闲可用。
       i节点表 : 存放文件属性 如 文件大小，所有者，最近修改时间等
       数据区：存放文件内容

       将属性和数据分开存放的想法看起来很简单，但实际上是如何工作的呢？

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二、创建文件的步骤

       我们通过touch一个新文件来看看如何工作。

       为了说明问题，我们将上图简化：

       创建一个新文件主要有以下4个操作： 

1.存储属性
       内核先找到一个空闲的i节点（这里是263466）。内核把文件信息记录到其中。
2.存储数据        

       该文件需要存储在三个磁盘块，内核找到了三个空闲块：300,500，800。将内核缓冲区的第一块数据复制到300，下一块复制到500，以此类推。
3.记录分配情况
       文件内容按顺序300,500,800存放。内核在inode上的磁盘分布区记录了上述块列表。
4.添加文件名到目录

       新的文件名abc，linux如何在当前的目录中记录这个文件？        

       内核将入口（263466，abc）添加到目录文件。文件名和inode之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接起来。

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三、理解软硬链接

1.硬链接

       我们看到，真正找到磁盘上文件的并不是文件名，而是inode。 其实在linux中可以让多个文件名对应于同一个inode。

 

       abc和def的链接状态完全相同，他们被称为指向文件的硬链接。内核记录了这个连接数inode263466的硬连接数为2。

       我们在删除文件时干了两件事情：1.在目录中将对应的记录删除，2.将硬连接数-1，如果为0，则将对应的磁盘释放。

       注意：硬链接不可以链接文件夹，如图所示：

2.软链接

       硬链接是通过inode引用另外一个文件，软链接是通过名字引用另外一个文件

        那么硬链接不可以链接文件夹，软链接可以嘛？答案是可以的！

3.软硬链接的区别

       1.软链接相当于快捷方式，硬链接则是文件名和Inode的映射。
       2.软链接形成的是一个独立的文件，文件的内容是对应文件的路径，硬链接则是同一个文件，文件名和Inode的映射。
       3.软链接的引用计数不会改变，硬链接则会改变。

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结语：关于如何理解Linux系统下的文件系统的基础分享到这里就结束了，没有进行展示的操作大家可以自行练习，希望本篇文章的分享会对大家的学习带来些许帮助，如果大家有什么问题，欢迎大家在评论区留言~~~