Linux 文件系统的操作实现
此读书笔记比较主要记录文件系统的相关操作。
磁盘与目录的容量
磁盘的整体数据是在superblock块中，但是每个个别文件的容量则在inode当中记载，常用来显示磁盘使用量的两个命令
df:列出文件系统的整体磁盘使用量
du:评估文件系统的磁盘使用量（常用于评估目录所占容量）
$df[-ahikHTm][目录或文件名] 参数： -a:列出所有的文件系统，包括系统特有的/proc(/proc挂载在内存中，不会占用磁盘空间)等文件系统； -k:以KB的容量显示各文件系统 -m:以MB的容量显示各文件系统 -h：以人们较易阅读的GB、MB、KB等格式自行显示 -H:以M=1000K替换M=1024K的进位方式 -T:连同该分区的文件系统名称也列出（例如ext3） -i:不用硬盘容量，而以inode的数量显示
df主要读取的数据几乎都是针对整个文件系统，因此读取的范围只要是在superblock内的信息，所以这个命令显示结果的速度非常快速。
$du[-ahskm]文件或者目录名称 参数： -a列出所有的文件与目录容量，因为默认仅统计目录的文件量而已 -h以人们较易读的容量显示 -s列出总量，而不列出每个个别的目录占用容量 -S不包括子目录下的总计 -k以KB列出容量显示 -m以MB列出容量显示
du会直接查找文件系统的所有文件数据
连接文件:ln
在linux下的连接文件有两种：一种是类似Windows上的快捷方式，可以让你快速连接到目标文件或目录。另外一种则是通过文件系统的inode连接来产生新文件名，而不是产生新文件，这种称为硬链接（hardlink）。
hardlink(硬连接和实际连接)
- 每个文件都会占用一个inode，文件的内容由inode的记录来指向。
- 想要读取文件，必须要经过目录记录的文件名来指向到正确的inode号码才能读取。
- 文件名与目录有关，而文件内容则与inode有关，而hardlink就是在某个目录下新建一个文件名连接到某inode号码的关联记录。
vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:~$cd/tmp vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$touchtes vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$lntesttest1 vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$ll-itesttest1 62273-rw-rw-r--2vagrantvagrant0Dec1712:39test 62273-rw-rw-r--2vagrantvagrant0Dec1712:39test1
可以看到两个文件的inode号码是一致的，他们的文件权限属性完全一样，而连接数变为了2。
硬连接最大的好处就是安全，如果你将任何一个文件名删除，其实inode与block都是存在的。此时可以通过另外一个文件名来读取到正确的文件数据，不论你使用哪个文件名来编辑，最终的结果都会写到相同的inode与block中，因此均能进行数据的修改。
一般来说，使用hardlink设置连接文件时，磁盘的空间和inode的数目都不会改变，hardlink只是在某个目录下的block多写一个关联数据而已，既不会增加inode也不会耗用block数量（除非当你在block增加多一个关联数据时刚好磁盘满了，就可能需要增加多一个block来记录文件名关联性，而导致磁盘空间的变化）。
硬连接的限制：
- 不能跨文件系统
- 不能连接到目录，因为如果使用hardlink连接到目录，连接的数据需要连同被连接目录下面的所有数据都建立连接，会造成环境相当大的复杂度，因此对于目录暂时不支持
symboliclink(符号连接，也即快捷方式)
symboliclink就是创建一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向它链接的那个文件的文件名，由于只是利用文件作为指向的操作，所以当源文件被删除后，symboliclink的文件会找不到源文件而导致无法打开。
vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$ln-stesttest2 vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$ll-itesttest2 62273-rw-rw-r--2vagrantvagrant0Dec1712:39test 62275lrwxrwxrwx1vagrantvagrant4Dec1713:07test2->test
两个文件指向不同的inode号码，连接文件的重要内容就是它会写上目标文件的文件名，因为箭头右边的文件是4Byte，所以连接文件的大小为4byte。
由symboliclink所创建的文件为一个独立的新的文件，所以会占用掉inode与block。
修改symboliclink文件时，会改动到源文件。
$ln[-sf]源文件目标文件 参数： -s:如果不加任何参数进行连接，那就是hardlink，至于-s就是symboliclink -f:如果目标文件存在时，主动将目标文件直接删掉再重建。
关于目录的连接数
当以hardlink进行文件的连接时，文件的连接数会增加1，那当我们创建一个空的目录时，由于存在.与..这两个目录，那么当我们创建一个空的目录/tmp/testing时，基本会有3个东西：
/tmp/testing
/tmp/testing/.
/tmp/testing/..
其中/tmp/testing和/tmp/testing/.都代表该目录，而/tmp/testing/..则代表/tmp这个目录，所以当我们创建一个新目录，新的目录连接数为2，而上层目录的连接数则会增加1。
磁盘的分区、格式化、检验与挂载
如果要在系统中新增一块硬盘时，需要做以下动作：
- 对磁盘进行分区，以新建可用的分区
- 对该分区进行格式化，以创建系统可用的文件系统。
- 若想要仔细一点，则可对刚才新建好的文件系统进行检验。
- 在linux系统上，需要创建挂载点（也即是目录），并将它挂载上来。
磁盘分区：fdisk
$fdisk[-l]设备名称 参数： -l:输出后面接的设备所有的分区内容。若仅有fdisk-f时，则系统将会把整个系统能够找到的设备的分区均列出来。 #例如： #先找出磁盘文件名 vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$df/ Filesystem1K-blocksUsedAvailableUse%Mountedon /dev/hdc14125113636319483588327610%/ #输入fdisk，但不要加上数字 vagrant@vagrant-ubuntu-trusty-64:/tmp$fdisk/dev/hdc 它会提示Command(mforhelp):输入m就可以看到相关参数提示 d代表删除一个分区 n代表新增一个分区 p代表在屏幕中显示分区表 q代表不存储，离开fdisk程序 w代表将刚才的操作写入分区表
特别注意q和w，只要离开fdisk时按下q，那么所有的操作都不会生效，相反按下w就是操作生效的意思。
删除磁盘分区
要删除分区（例如将/dev/hdc全部分区删除）需要做下面几步：
- fdisk/dev/hdc:先进入fdisk界面
- p：先看下分区信息，假设要删掉/dev/hdc1
- d:这个时候要选择一个分区，就选1
- w或者q:w可存储到磁盘数据表，并离开fdisk;如果后悔，直接按下q就可以取消刚才的删除操作。
新增磁盘分区
需要进行一下的动作：
- fdisk/dev/hdc:先进入fdisk界面
- n:新增分区
- p或e或l：选择不同的分区类型，其中p代表主分区，e代表扩展分区，l代表逻辑分区
- 1-4：分区号，可选1-4，如果是逻辑分区，则不需要输入分区号
- 输入结束柱面号码，如果要自己计算柱面/分区的大小太麻烦，可以使用类似"+512M"的形式，来让系统帮我们分配最接近512M的柱面号码
- p:查看分区信息
- w或者q:w可存储到磁盘数据表，并离开fdisk;如果后悔，直接按下q就可以取消刚才的删除操作。
对于创建分区的形式（主分区/扩展分区/逻辑分区）以及分区的大小，一般来说新建分区的形式会有下面的几种情况：
- 1-4号尚有剩余，且系统未有扩展分区：此时会出现让你挑选Primary/Extended的选项，且你可以指定1~4号间的号码
- 1-4号尚有剩余，且系统有扩展分区：此时会出现让你挑选Primary/Logical的选项，若选择p你还需指定1~4号间的号码；若选择l则不需要设置号码，因为系统会自动指定逻辑分区的文件名号码
- 1-4没有剩余，且系统有扩展分区：此时不会让你挑选分区类型，直接会进入logical的分区形式
一般分区完是需要重启（reboot）才能更新内核的分区表信息，可以使用"partprobe"强制让内核重新找一次分区表
以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持毛票票。
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