Linux文件系統(tǒng)入門詳解

　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的文件千千萬萬，如果沒有進(jìn)行分類的話就會變得雜亂無章，使用起來也十分不方便，而文件系統(tǒng)就能很好的分類存放各類文件，下面小編就給大家詳細(xì)介紹下Linux文件系統(tǒng)，一起來學(xué)習(xí)下吧。

　　對于計(jì)算機(jī)來說，所謂的數(shù)據(jù)就是0和1的序列。這樣的一個序列可以存儲在內(nèi)存中，但內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會隨著關(guān)機(jī)而消失。為了將數(shù)據(jù)長久保存，我們把數(shù)據(jù)存儲在光盤或者硬盤中。根據(jù)我們的需要，我們通常會將數(shù)據(jù)分開保存到文件這樣一個個的小單位中(所謂的小，是相對于所有的數(shù)據(jù)而言)。但如果數(shù)據(jù)只能組織為文件的話，而不能分類的話，文件還是會雜亂無章。每次我們搜索某一個文件，就要一個文件又一個文件地檢查，太過麻煩。文件系統(tǒng)(file system)是就是文件在邏輯上組織形式，它以一種更加清晰的方式來存放各個文件。

　　路徑與文件簡介

　　文件被組織到文件系統(tǒng)(file system)中，通常會成為一個樹狀(tree)結(jié)構(gòu)。Linux有一個根目錄/， 也就是樹狀結(jié)構(gòu)的最頂端。這個樹的分叉的最末端都代表一個文件，而這個樹的分叉處則是一個目錄(directory， 相當(dāng)于我們在windows界面中看到的文件夾)。在圖1中看到的是整個的一個文件樹。如果我們從該樹中截取一部分，比如說從目錄vamei開始往下，實(shí)際上也構(gòu)成一個文件系統(tǒng)。

　　要找到一個文件，除了要知道該文件的文件名，還需要知道從樹根到該文件的所有目錄名。從根目錄開始的所有途徑的目錄名和文件名構(gòu)成一個路徑(path)。比如說，我們在Linux中尋找一個文件file.txt，不僅要知道文件名(file.txt)，還要知道完整路徑，也就是絕對路徑(/home/vamei/doc/file.txt)。從根目錄錄/， 也就是樹狀結(jié)構(gòu)的最頂端出發(fā)，經(jīng)過目錄home， vamei， doc，最終才看到文件file.txt。整個文件系統(tǒng)層層分級(hierarchy)，vamei是home的子目錄，而home是vamei的父目錄。

　　在Linux中，我們用ls命令來顯示目錄下的所有文件，比如 $ls /home/vamei/doc

　　如該圖中所示的文件系統(tǒng)，即綠色構(gòu)成的樹。最頂端的根目錄(/)，沿紅色箭頭標(biāo)出的路徑，我們最終找到文件file.txt。

　　目錄

　　在Linux系統(tǒng)中，目錄也是一種文件。所以/home/vamei是指向目錄文件vamei的絕對路徑。

　　這個文件中至少包含有以下條目：

　　代碼如下：

　　。 指向當(dāng)前目錄

　　。。 指向父目錄

　　除此之外，目錄文件中還包含有屬于該目錄的文件的文件名，比如vamei中就還要有如下條目，指向?qū)儆谠撃夸浀奈募?/p>

　　代碼如下：

　　doc

　　movie

　　photo

　　Linux解釋一個絕對路徑的方式如下：先找到根目錄文件，從該目錄文件中讀取home目錄文件的位置，然后從home文件中讀取vamei的位置……直到找到目錄doc中的file.txt的位置。

　　由于目錄文件中都有。和。。的條目，我們可以在路徑中加入?；蛘摺?。來表示當(dāng)前目錄或者父目錄，比如/home/vamei/doc/。。與/home/vamei等同。

　　此外，Linux會在進(jìn)程中，維護(hù)一個工作目錄(present working directory)的變量。在shell中，你可以隨時查詢到到工作目錄(在命令行輸入$pwd)。這是為了省去每次都輸入很長的絕對路徑的麻煩。比如說我們將工作目錄更改為/home/vamei ($cd /home/vamei)，那么此時我們再去找file.txt就可以省去/home/vamei/ ($ls doc/file.txt)，這樣得到的路徑叫相對路徑(relative path)，上面的doc/file.txt就是這樣一個相對路徑。

　　當(dāng)文件出現(xiàn)在一個目錄文件中時，我們就把文件接入到文件系統(tǒng)中，我們稱建立一個到文件的硬鏈接(hard link)。一個文件允許出現(xiàn)在多個目錄中，這樣，它就有多個硬鏈接。當(dāng)硬鏈接的數(shù)目(link count)降為0時，文件會被Linux刪除。所以很多時候，unlink與remove在Linux操作系統(tǒng)中是一個意思。由于軟鏈接(soft link)的廣泛使用(soft link不會影響link count，而且可以跨越文件系統(tǒng))，現(xiàn)在較少手動建立硬連接。

　　文件操作

　　對于文件，我們可以讀取(read)，寫入(write)和運(yùn)行(execute)。讀取是從已經(jīng)存在的文件中獲得數(shù)據(jù)。寫入是向新的文件或者舊的文件寫入數(shù)據(jù)。如果文件儲存的是可執(zhí)行的二進(jìn)制碼，那么它可以被載入內(nèi)存，作為一個程序運(yùn)行。在Linux的文件系統(tǒng)中，如果某個用戶想對某個文件執(zhí)行某一種操作，那么該用戶必須擁有對該文件進(jìn)行這一操作的權(quán)限。文件權(quán)限的信息保存在文件信息(metadata)中， 見下一節(jié)。

　　文件附加信息 (metadata)

　　文件自身包含的只有數(shù)據(jù)。文件名實(shí)際上儲存在目錄文件。除了這些之外，還有操作系統(tǒng)維護(hù)的文件附加信息，比如文件類型，文件尺寸，文件權(quán)限，文件修改時間，文件讀取時間等?？梢杂胠s命令查詢文件信息($ls -l file.txt)，得到如下結(jié)果：

　　代碼如下：

　　-rw-r--r-- 1 vamei vamei 8445 Sep 8 07:33 file1.txt

　　各個部分的含義如下：

　　1.我們先介紹最開始的-，它表示文件類型，說明file1.txt是常規(guī)文件(如果是目錄文件，則應(yīng)顯示d)。

　　2.隨后有九個字符，為rw-r--r--，它們用于表示文件權(quán)限。這九個字符分為三組，rw-， r--， r--，分別對應(yīng)擁有者(owner)，擁有組(owner group)和所有其他人(other)。回顧Linux開機(jī)啟動 ，登錄后，我會有一個用戶身份和一個組身份， 相當(dāng)于我的名片。第一組表示，如果我的名片上的用戶身份證明我是該文件的擁有者，那么我就可以對該文件有讀取(r)，寫入(w)該文件的權(quán)限，但不擁有執(zhí)行(-，如果擁有執(zhí)行權(quán)限，則為x)該文件的權(quán)限。第二組表示，如果我的名片上的組身份證明我所在的組是該文件的擁有組的一員，那么我有從該文件讀入的權(quán)限。第三組表示，如果我的名片顯示我既不是擁有者，也不是擁有組的一員，那么我只有讀入的權(quán)限。當(dāng)我想要進(jìn)行一個讀取操作時，Linux會先看我是否是擁有者下文會進(jìn)一步解釋擁有者和擁有組。

　　3.后面的1是硬連接(hard link)數(shù)目(link count)。

　　4.之后的vamei表示用戶vamei是文件的擁有者(owner)，文件的擁有者有權(quán)更改文件權(quán)限(比如改為rwxrwxrwx)。而后面的vamei文件的擁有組是組vamei。文件的擁有者和擁有組在文件創(chuàng)建時就附加在文件上(相當(dāng)于給文件上鎖，只有有合適名片的用戶才能打開操作)。要注意，Linux有一個超級用戶root (也叫做根用戶)，該用戶擁有所有的文件。

　　5.隨后的8445表示文件大小，單位為字節(jié)(byte)。

　　6.Sep 8 07:33表示文件的上一次寫入的時間(modification time)。實(shí)際上在文件附加信息中還包含有文件的上一次讀取時間(access time)，沒有顯示出來。

　　軟鏈接 (soft link， or symbolic link)

　　如上討論硬鏈接時說到的，軟鏈接不會影響文件的link count。如果還記得windows系統(tǒng)的快捷方式的話，Linux的軟鏈接(soft link，也叫做symbolic link)就是linux的快捷方式。軟鏈接本質(zhì)上是一個文件，它的文件類型是symbolic link。在這個文件中，包含有鏈接指向的文件的絕對路徑。當(dāng)你從這個文件讀取數(shù)據(jù)時，linux會把你導(dǎo)向所指向的文件，然后從那個文件中讀取(就好像你雙擊快捷方式的效果一樣)。軟鏈接可以方便的在任何地方建立，并指向任何一個絕對路徑。

　　軟鏈接本身也是一個文件，也可以執(zhí)行文件所可以進(jìn)行的操作。當(dāng)我們對軟鏈接操作時，要注意我們是對軟鏈接本身操作，還是對軟鏈接指向的目標(biāo)操作。如果是后者，我們就說該操作跟隨鏈接指引(follow the link)。

　　umask

　　當(dāng)我們創(chuàng)建文件的時候，比如使用touch，它會嘗試將新建文件創(chuàng)建為權(quán)限666，也就是rw-rw-rw-。但操作系統(tǒng)要參照權(quán)限mask來看是否真正將文件創(chuàng)建為666。權(quán)限mask表示操作系統(tǒng)不允許設(shè)置的權(quán)限位，比如說037(----wxrwx)的權(quán)限mask意味著不允許設(shè)置設(shè)置group的wx位和other的rwx位。如果是這個權(quán)限mask的話，最終的文件權(quán)限是rw-r----- (group的w位和other的rw位被mask)。

　　我們可以通過

　　代碼如下：

　　$umask 022

　　的方式改變權(quán)限mask。

　　總結(jié)

　　計(jì)算機(jī)本質(zhì)上是對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的工具，而文件是數(shù)據(jù)儲存的邏輯載體，所以了解Linux文件系統(tǒng)很重要。對于文件系統(tǒng)的了解要結(jié)合Linux的其他方面(比如用戶管理)進(jìn)行有機(jī)的學(xué)習(xí)。

　　文件權(quán)限，擁有者，擁有組，超級用戶root

　　硬鏈接，軟鏈接，follow the link

　　上面就是Linux文件系統(tǒng)的詳細(xì)介紹了，如果沒有文件系統(tǒng)，那么文件查找起來就會十分麻煩，增加工作的難度，現(xiàn)在你對Linux文件系統(tǒng)有更深入的了解了嗎?