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?


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。


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。


**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~~~

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