文件系统学习3——文件系统相关操作流程

系统管理员 2022-03-15 09:38 505阅读 0赞

前文中讲到了文件系统有哪几类操作，这里对没类操作文件系统是如何寻址，如果读写的进行一个详细的说明。

#### 1、目录树的读取 ####

所有对文件的操作，给用户看来第一步就是得知道这个文件的目录，所以首先就需要读取目录。

**每个目录都是一个文件，该文件存放该目录下所有文件的相关信息，同样该文件也有对应的innode。**

简答步骤：由于目录树是由根目录开始读起，因此系统透过挂载的信息可以找到挂载点的 inode 号此时就能够得到根目录的 inode 内容，并依据该 inode 读取根目录的 block 内的文件名数据，再一层一层的往下读到正确的档名。

具体步骤：读取 /etc/passwd 这个文件时，系统是如何读取的呢？

*  / 的 inode： 透过挂载点的信息找到 /dev/hdc2 的 inode 号码为 2 的根目录 inode，且 inode规范的权限让我们可以读取该 block 的内容(有 r 与 x) ；
 *  / 的 block： 经过上个步骤取得 block 的号码，并找到该内容有 etc/ 目录的 inode 号码 (1912545)；
 *  etc/ 的 inode： 读取 1912545 号 inode 得知 vbird 具有 r 与 x 的权限，因此可以读取 etc/ 的block 内容；
 *  etc/ 的 block： 经过上个步骤取得 block 号码，并找到该内容有 passwd 文件的 inode 号码(1914888)；
 *  passwd 的 inode： 读取 1914888 号 inode 得知 vbird 具有 r 的权限，因此可以读取 passwd 的block 内容；
 *  passwd 的 block： 最后将该 block 内容的数据读出来。

#### 2、读取文件：例如/etc/httpd/httpd.conf ####

上面目录树的读取大致相同，这里我们把目录文件中存放的目录项叫做Dentry，读取过程如下：

*  首先通过挂载点确定根的innode，再根据Inode Table可以知道根的Inode号对应的Block号，然后找到对应的block，block里面有个目录项，也即Dentry，每个目录项记录了根下所有直接子目录的Inode与文件名的对应关系(也包括文件类型等)，例如var对应的Inode号为2883585，etc对应的Inode号为1507329等等，此时找到etc文件对应的Inode号，
 *  再通过查找Inode Table可以得知etc文件对应的Block，再通过读取Block里面的Dentry可以得知httpd文件对应的Inode，再查找Inode Table可以查到httpd文件对应的Block，再在对应的Block里面查询Dentry可以得知httpd.conf文件对应的Inode号，再次查询Inode Table可以找到对应的Block，于是数据就可以读取了

#### 3、创建文件：例如/etc/testfile.txt ####

想要创建一个文件，首先得先给这个文件分配Inode和Block。

*  首先扫描Inode Bitmap查找空闲Inode，**再去Inode Table中写入想要创建文件的元数据，例如权限、属主属组、大小、时间戳、以及这个Inode对应所占据的Block。**
 *  然后再找到根的Inode，找到根对应的Block，里面Dentry记录了etc及其对应的Inode，再通过Inode Table找到etc文件对应的Block，\*\*于是在Dentry里面添加一条记录，testfile.txt与其对应的Inode号，文件类型等信息。\*\*到此一个文件便创建了。

#### 4、删除文件：例如/etc/fstab ####

删除文件直接上级目录(etc)里面的那条Dentry记录，Inode Bitmap里面把文件(fstab)原先对应的Inode号标记为未使用，Block Bitmap中把文件(fstab)原先对应的Block标记为未使用。

**删除文件本身并没有删除文件所对应的Block和Inode，也就是说Block上的数据并没有被抹除，除非后面向其Block中覆盖数据**

#### 5、复制文件 ####

复制文件本质就是新建一个文件，并填充源文件数据的过程，详细可参考上面的创建和读取文件过程

#### 6、剪切文件 ####

在同一个分区下，剪切速度非常快，\*\*这是因为其本质也只是将Dentry记录换一个目录而已，所以根本就不涉及什么耗时的操作。\*\*而跨分区剪切文件的过程其实就是在另外一个分区上创建一个新文件，并复制，复制完成之后再删除原先分区上数据的一个过程。

**注意，这里的跨分区只的是跨硬盘的不同逻辑分区，因为文件系统是以分区进行挂在的。**

#### 7、软连接和硬连接 ####

**7.1 软连接(符号链接)与硬链接联系**

**软连接本质：** 在Inode Table中本该存储Block号信息的地方存储了一个路径，如：/etc/httpd/httpd.conf，所以软连接文件的大小都是其对应的文件路径的字符个数

**硬链接本质：** Inode号相同的文件彼此都可称为硬链接，只是再另外一个目录中添加的Dentry记录为同一个Inode而已

**7.2 软连接(符号链接)与硬链接区别**

*  硬链接
    
        ①只能对文件创建，不能应用于目录
         ②不能跨文件系统
         ③创建硬链接会增加文件被链接的次数
         ④硬链接次数为1时，再删除就是彻底删除了
         ⑤删除源文件不会影响链接文件
 *  软链接：
    
        ①可应用于目录
         ②可以跨文件系统
         ③不会增加被链接文件的链接次数
         ④其大小为指定的路径所包含的字符个数
         ⑤删除源文件会影响链接文件

**7.3 硬链接与复制的区别**

互为硬链接的两文件inode号肯定是相同的，对应的block号也是相同的；而复制的文件inode号和block号也肯定不相同，只是block里面存储的数据是一样而已

参考博客：  
[https://www.cnblogs.com/bellkosmos/p/detail\_of\_linux\_file\_system.html][https_www.cnblogs.com_bellkosmos_p_detail_of_linux_file_system.html]  
[http://cn.linux.vbird.org/linux\_basic/0230filesystem\_1.php][http_cn.linux.vbird.org_linux_basic_0230filesystem_1.php]  
[https://blog.csdn.net/freeking101/article/details/78223455][https_blog.csdn.net_freeking101_article_details_78223455]

[https_www.cnblogs.com_bellkosmos_p_detail_of_linux_file_system.html]: https://www.cnblogs.com/bellkosmos/p/detail_of_linux_file_system.html
[http_cn.linux.vbird.org_linux_basic_0230filesystem_1.php]: http://cn.linux.vbird.org/linux_basic/0230filesystem_1.php
[https_blog.csdn.net_freeking101_article_details_78223455]: https://blog.csdn.net/freeking101/article/details/78223455