Linux_文件系统（inode磁盘结构寻址方案EXT2文件系统创建删除文件过程软硬链接）

Posted 2022-02-03 NUC_Dodamce

文章目录

• • 1.inode与inode编号
  • 2.文件系统
  • 磁盘的构成
  • 磁盘寻址方案
  • 磁盘的线性存储
  • 磁盘内存管理（分区管理）
  • EXT2文件系统
  • 创建普通文件以及写入1kb数据，最后删除普通文件的过程
  • 目录创建的过程
  • 3.软链接（ln -s +文件名 +软连接名）
  • 4.硬链接（ln +文件名+硬链接名）
  • 3.软硬链接的区别

1.inode与inode编号

根据Linux系统文件可知，文件=文件属性+文件内容。一般将文件属性称为元信息。保存元信息的结构称为inode

inode：任何一个文件的属性信息集合，Linux中几乎每一个文件都有inode。
inode编号：区分不同inode，用inode编号来区分。

eg:

test.c文件的inode编号为924155

文件内容直接储存在磁盘上(block)

注意：文件名并不在inode中，inode中只有inode编号。文件名在当前目录下，这个目录文件的文件内容

2.文件系统

磁盘的构成

图片来源

工作原理：通电后，磁盘盘片转动，机械手臂带动磁头向磁盘盘片上类似同心圆上寻址。在类似同心圆上读写数据

磁盘又称块设备，扇区的大小512字节

磁盘纵置图：

由上图可知：

1. 两个相邻的磁道之间存在宽度，这个宽度用来保存数据。称为扇区
2. 一个盘面上一圈完整的同心圆称为磁道。
3. 不同盘面，相同半径的同心圆组成的圆柱体称为柱面。

磁盘寻址方案

数据写入：

1. 首先，确定要写入的盘面。
2. 确定要写入的柱面，根据这两点找到要写入数据储存的磁道
3. 磁头寻址，找到要写入数据的位置

磁盘的线性存储

磁盘的储存虽然磁道是同心圆，但其为线性储存的(将磁道拉直)

磁盘内存管理（分区管理）

计算机对磁盘的管理采用分区方法.

将磁盘分为不同的区域，区域变小，将每个小区域管理好，整个磁盘就管理完毕。

分区格式化
将管理信息写到每个分区，这个管理信息的内容与文件系统有关。
(eg:NTFS、EXT2等)

EXT2文件系统

磁盘通过分区管理，每个分区在Linux中管理信息通常为下图：

创建普通文件以及写入1kb数据，最后删除普通文件的过程

解：
创建文件
遍历磁盘分区中的组。遍历BitMap，找到比特位不为0的位置，将其置1，并将创建文件的文件属性写进文件的inode中。

写入数据：
通过文件的inode好找到文件的inode，通过查找结构体的block数组，发现文件没有block块，所以先申请block块。先扫描BlockMap找到未被申请的块分配给这个文件。并将1KB数据写入块中

删除文件：
修改inodeBitMap和BlockBitMap，将对应比特位由1变0，不需要清理块数据即可删除。

所以删除文件的操作是可逆的

目录创建的过程

首先，目录是文件，有自己的inode。文件内容是当前目录下文件名和inode编号（这个目录下文件名与目录之间的映射关系）
eg:

目录的文件内容：是目录下所有文件名和inode之间的映射关系

3.软链接（ln -s +文件名 +软连接名）

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/a910aa7b8a9943d0beac8e0a1d9345f4.png

软链接生成的文件有自己独立的inode号，说明其是独立文件。
文件内容保存的是Test文件的路径。(类似Windows中的快捷方式)

4.硬链接（ln +文件名+硬链接名）

原文件建立硬链接前，硬链接数为1，建立硬链接后，硬链接数变为2。
且硬链接文件和原文件inode号相同，没有创建新文件

3.软硬链接的区别

1. 软链接是独立文件，有自己inode号。硬链接没有独立的inode。
2. 软链接相当于快捷方式，硬链接没有创建文件，只是建立一个文件名和已有的inode之间的映射关系，并写入当前目录。(文件别名)
   
   link目录的硬链接数为2的原因：
   dir本身和inode之间是一组映射关系，dir目录下有隐藏文件名.也指向这个目录
   所以一共有两组映射关系
   
   当创建了一个目录后，目录的硬链接数为2，如果目录里面还有文件，硬链接数变为3
   1.目录名本身 2.目录下.文件 3.目录里面目录的. .文件。
   共三组映射关系，所以硬链接数为3。

硬链接的作用：方便目录之间通过相对路径进行跳转。

一个文件的硬链接数被保存在文件的inode结构体中。（引用计数器）