Linux---文件系统

在基础IO中，我们所讲的都是对被打开文件的管理，但是不是所有的文件都是被打开的，对那些在磁盘中保存的没有被打开的文件，我们同样也需要管理，这个就像是快递站中等待被人取走的快递，我们需要将它们分门别类管理起来，方便别人来取，同理，我们也需要对磁盘上的文件进行管理，方便在访问文件时快速定位文件

所以文件的管理工作分为两个部分：1、打开的文件 2、没有被打开的文件。这就是文件系统需要做的工作，主要是关于文件存储（文件 = 内容 + 属性）

一、磁盘---硬件---物理存储结构

二、磁盘存储的逻辑结构

上面的磁盘是硬件对文件的存储，但我们操作系统要管理硬件还需要先描述在组织。我们可以把磁盘的存储空间抽象成一个数组，具体如下

根据上面说的，我们知道对磁盘空间的管理可以转换成为对数组的管理，但是我们具体是如何管理的呢？在装系统的时候，我们将电脑的空间划分为C盘、D盘、E盘等进行使用，也就是说我们要将管理的空间变小，这样方便管理，所以我们做了下面的操作

通过上面这张图，我们大致了解了文件管理的工作细节，但是有一个问题，Linux识别和对文件的管理只通过inode编号，而我们用户从来不用inode编号，用的都是文件名，所以两者必然具有映射关系，那么这对关系存放在哪里呢？

再次理解目录

目录的内容是什么？目录内部直接保存文件的文件名和inode的映射关系。两者互为键值。所以一个目录中不能存在同名的文件
在一个目录下，新建，删除，修改一个文件需要什么权限？w，因为需要改变文件名和inode的映射关系，即修改目录内容
文件名不属于文件的属性，它只存放在目录中

如何找到一个文件？

我们只要找到该文件所在的目录，然后通过文件名得到与它对应的inode编号，然后就可以找到该文件，这很容易理解，但问题是我们如何找到文件所在的目录？我们知道目录也是文件，所以我们只要不断重复上诉操作，就能得到一个路径，从而找到我们需要的文件，那么这个路径我们如何得到呢？

pwd命令我们都用过，它能打印当前所在的路径，其实本质就是进程本身会记录程序所在的路径。而我们打开文件的操作其实都是交给进程去完成的，所以我们能找到文件。

当然对于那些高频访问的文件，文件的路径会被放在缓存里，方便以后找到文件，同时操作系统中有一个dentry结构体用来记录路径，有兴趣可以去自行了解一下

但是还有一个问题，前面说找到路径就能找到文件，而路径是由一个个目录文件组成，也就是一个个inode编号组成的，而inode编号只在分区内是唯一的，那么我们一开始如何判断这串路径属于哪个分区呢？？？

一个磁盘，被分区格式化之后，Linux中要使用这个分区，要把这个分区要进行挂载mount，简单来说就是将分区和目录建立映射关系，所以路径起始位置的目录就已经确定了文件在哪个分区。

三、软硬链接

由上图可知：软链接是一个独立的文件，硬链接不是，因为它没有独立的inode编号

什么是软链接？它是一个独立的文件，有独立的inode，里面存放的是它链接的文件的路径，类似于windows中的桌面快捷方式，能在其他的目录下打开或执行链接文件
什么是硬链接？它不是一个独立的文件，它的inode和链接文件相同，这就说明两者对应同一个文件，也就是说它只是在指定目录内部对某一个inode(文件)建立的另一个映射关系，本质test2和test2.hard.link是同一个文件的不同名称。