linux文件系統(tǒng)-inode學(xué)習(xí)整理

介紹

linux文件系統(tǒng)可講的模塊有很多，包括文件系統(tǒng)整體架構(gòu)、文件系統(tǒng)分類、虛擬文件系統(tǒng)以及文件系統(tǒng)存儲結(jié)構(gòu)等等，本文主要介紹的是文件系統(tǒng)的存儲結(jié)構(gòu)，也就是本文的重點-inode。

文件存儲結(jié)構(gòu)

首先從開天辟地開始介紹，我們知道數(shù)據(jù)是保存在磁盤中的，磁盤具體存貯原理細節(jié)不在這里進行說明，而磁盤中的存儲空間是如何進行管理的？這里就說到了磁盤塊的劃分：

超級快：文件系統(tǒng)中第一個塊，存放的是文件系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)信息，包括每個區(qū)域的大小以及未被使用的磁盤塊等等信息

inode節(jié)點表：超級塊的下部分就是inode節(jié)點表了，也就是我們上面的inode table。每個inode節(jié)點對應(yīng)一個文件(或目錄)的結(jié)構(gòu)，包括了文件的創(chuàng)建時間、權(quán)限等信息，下面有詳細的介紹。

數(shù)據(jù)區(qū)：顯然它就是用來保存文件內(nèi)容的區(qū)域，這里要介紹下，磁盤上的塊大小一樣，一般來說為4kb，即連續(xù)的八個扇區(qū)(512字節(jié))，塊手是文件存取的最小單位，超過塊大小的文件會放到下一個塊中。

就像大家知道的，linux一切皆是文件，所以目錄項也是文件，不過這個文件中存儲的是目錄下的文件及子目錄組織結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的文件指向了inode的節(jié)點，這里需要說明每個文件對應(yīng)一個inode節(jié)點，之后通過inode節(jié)點中有關(guān)數(shù)據(jù)區(qū)塊的信息找到對應(yīng)的數(shù)據(jù)。

文件存儲結(jié)構(gòu)的整體架構(gòu)，如下圖所示：

inode節(jié)點inode節(jié)點詳解

inode節(jié)點就是文件元數(shù)據(jù)的存儲區(qū)，包括了文件如下內(nèi)容

1

2

3

4

5

6

7

8- 文件的字節(jié)數(shù)

- 文件擁有者的User ID

- 文件的Group ID

- 文件的讀、寫、執(zhí)行權(quán)限

- 文件的時間戳，共有三個：ctime指inode上一次變動的時間，

mtime指文件內(nèi)容上一次變動的時間，atime指文件上一次打開的時間。

- 鏈接數(shù)，即有多少文件名指向這個inode

- 文件數(shù)據(jù)block的位置

可以使用stat filename 命令查看：

基本除了文件內(nèi)容外的信息都存儲在inode節(jié)點中。

inode節(jié)點的大小一般來說為128或者256個字節(jié)，inode節(jié)點的總數(shù)，在格式化時就給定，一般是每1KB或每2KB就設(shè)置一個inode。假定在一塊1GB的硬盤中，每個inode節(jié)點的大小為128字節(jié)，每1KB就設(shè)置一個inode，那么inode table的大小就會達到128MB，占整塊硬盤的12.8%。

如果想要查看inode大小，可以使用dump2fs -h /dev/sda1 | grep "Inode size"查看:

如果要查看每個磁盤的inode使用情況，可以使用df -i命令查看：

每個文件都有自己的對應(yīng)的inode號，這里要說明的是unix/linux系統(tǒng)中主要根據(jù)inode號來識別文件，文件名只是我們用來整理和分辨文件的別稱，而文件名主要存儲在目錄項中。

目錄項目錄項的結(jié)構(gòu)

目錄項是linux文件系統(tǒng)的重要組成部分，在linux中目錄項也是一種文件，不過他內(nèi)部存儲的信息由兩部分組成

文件名

inode編號

我們可以通過ls -ai dirname 查看目錄結(jié)構(gòu)：

當(dāng)我們創(chuàng)建目錄時，一定會有的兩個內(nèi)容就是.和..，.表示的是當(dāng)前目錄文件所對應(yīng)的inode號，..對應(yīng)的是當(dāng)前目錄父目錄的inode號，其他的就是我們目錄下的文件和對應(yīng)的inode號。

介紹完上面這些信息我們再來看一開始的流程就很清楚了：

首先從目錄文件中拿到我們所需文件對應(yīng)的inode號，通過inode號拿到文件的元數(shù)據(jù)，通過其中所指向的數(shù)據(jù)塊號取出文件內(nèi)容。

創(chuàng)建流程通過創(chuàng)建流程串通知識點

文件創(chuàng)建流程

通過前面的內(nèi)容我們了解到了文件取出的流程，那創(chuàng)建一個文件的流程是什么樣的呢？下面我們來介紹下創(chuàng)建文件的流程。

存儲inode節(jié)點信息：內(nèi)核首先找到一塊空的inode節(jié)點，將文件的信息存在節(jié)點中。

存儲數(shù)據(jù)信息：數(shù)據(jù)信息即文件信息，內(nèi)核從未使用的塊列表中找到幾個數(shù)據(jù)塊(一般是不連續(xù)的)，如300、230、540等，內(nèi)核將緩存區(qū)中的數(shù)據(jù)存儲到對應(yīng)的數(shù)據(jù)塊中。

記錄分配情況：存儲完信息后，數(shù)據(jù)塊的分配情況記錄在inode節(jié)點信息中

添加文件名到目錄：最后內(nèi)核將文件名和對應(yīng)的inode節(jié)點放到目錄文件中。

inode應(yīng)用擴展

硬連接

一般情況下，linux中的文件名和inode號碼是一一對應(yīng)的，不過也可以多個文件名指向同一個inode節(jié)點，也就是我們要介紹的硬鏈接。

創(chuàng)建硬鏈接的命令為ln 源文件目標(biāo)文件，硬鏈接與正常的文件相同，只是與其他文件共享同一個inode節(jié)點，前面介紹的inode節(jié)點信息中Links數(shù)就是文件名指向的數(shù)量，當(dāng)對其進行刪除的時候只會對inode節(jié)點中的links數(shù)減少1，當(dāng)為0的時候文件才會真正被刪除。

這里說明下，目錄項中的.和..也是一種硬鏈接。

軟鏈接

介紹完硬鏈接，再介紹一種我們平常使用比較多的一種方式：軟鏈接。

ln -s 源文件 目標(biāo)文件是軟鏈接的創(chuàng)建方式，雖然看起來只是多了個選項s，當(dāng)時內(nèi)部原理完全不同。

軟鏈接是單獨生成一個鏈接文件，有自己的inode號，是一個單獨的文件，這個文件中的信息是鏈接的文件的信息。

如上圖，可以把軟鏈接看做是一個指針，只不過指針里面的內(nèi)容為所指向文件的路徑，這個指針有自己單獨的內(nèi)存空間。

參考文章

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux 文件inode,linux文件系统-inode学习整理的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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