Linux的文件系统

一.文件系统的基本组成

文件系统是操作系统中负责管理持久数据的子系统，说简单点，就是负责把用户的文件存到磁盘硬件中，因为即使计算机断电了，磁盘里的数据并不会丢失，所以可以持久化的保存文件。

• 文件系统的基本数据单位是文件，它的目的是对磁盘上的文件进行组织管理，那组织的方式不同，就会形成不同的文件系统。
• Linux中，一切皆是文件，普通目录，文件，块设备，管道，socket,等都是文件系统管理
• LInux会给每个文件分配两个数据结构：索引节点和目录项目

索引节点

• 也就是 inode，用来记录文件的元信息，比如 inode 编号、文件大小、访问权限、创建时间、修改时间、数据在磁盘的位置等等。
• 索引节点是文件的唯一标识，它们之间一一对应，也同样都会被存储在硬盘中，所以索引节点同样占用磁盘空间。
• 一个文件可以有多个别字。比如，硬链接的实现就是多个目录项中的索引节点指向同一个文件。
• 通常为了加快读取速度，当文件被访问时，会把索引节点加载到内存中去，

目录项

• 也就是 dentry，用来记录文件的名字、索引节点指针以及与其他目录项的层级关联关系。
• 多个目录项关联起来，就会形成目录结构，但它与索引节点不同的是，目录项是由内核维护的一个数据结构，不存放于磁盘，而是缓存在内存。
• 目录也是文件，也是用索引节点唯一标识，和普通文件不同的是，普通文件在磁盘里面保存的是文件数据，而目录文件在磁盘里面保存子目录或文件。
• 录是个文件，持久化存储在磁盘，而目录项是内核一个数据结构，缓存在内存。
• 存在目的：如果查询目录频繁从磁盘读，效率会很低，所以内核会把已经读过的目录用目录项这个数据结构缓存在内存，下次再次读到相同的目录时，只需从内存读就可以，大大提高了文件系统的效率。

文件数据的存储

扇区

磁盘读写的最小单位是扇区，扇区大小是512字节，为了增加读取速度，文件系统把8个扇区组合成一个逻辑块，4kb，提高了读写速率.

三个存储区域

• 超级块，用来存储文件系统的详细信息，比如块个数、块大小、空闲块等等，当文件系统被挂载时加载进内存。
• 索引节点区，用来存储索引节点。
• 数据块区，用来存储文件或目录数据

二.虚拟文件系统

文件系统种类众多，为了统一接口。在用户层和文件系统引入了中间层，这个中间层称为虚拟文件系统
VFS 定义了一组所有文件系统都支持的数据结构和标准接口，这样程序员不需要了解文件系统的工作原理，只需要了解