Linux——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:

  1. 模式
  2. 硬链接数
  3. 文件所有者
  4. 大小
  5. 最后修改时间
  6. 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。

  1. 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
  2. GDT,Group Descriptor Table:块组描述符,描述块组属性信息
  3. 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
  4. inode位图(inode Bitmap):每个bit表示一个inode是否空闲可用。
  5. 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
  6. 数据区:存放文件内容

二、创建文件的步骤

  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。

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,inode

263466 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。

2、软链接

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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