Linux 文件指令

只 要是磁盘就得 式化，好像已是天经地义的事情了，几乎没有人去问为何。不少有经验的同窗 乎都有过这样的经历，就是风风火火的从朋友那里借来了一张装满高清岛国爱情动做片的移动硬盘，暗爽事后还想留下一些待之后慢慢品味，但是总有那么一些质量 比较好的片子(尺寸超过 4G)复制失败。追问缘由还每每被高手们嘲笑:“都什么年代了你还用 FAT32，赶忙换 NTFS 吧。”我想这个时候你就不得不追问一下，为何 FAT32 不行而 NTFS 却能行吧? 

    由于它们是不一样的文件系统，功能不一样，能力不一样。FAT32 是 在 Windows95 时代开始采用的文件系统，到如今都有人在用(好比 U盘)，能够说是伴随着咱们成长的文件系统。FAT 是 File Allocation Table 的缩写，从字面意义上就能看出这是一种类 表 同样的文件系统。因为其用于描述文件大小的属性是一个 32 位的 ，致使其可以支持的单个文件最大不能超过 4G。而 NTFS 是微软专门为 NT 系统设计的，单个文件最大能够达到 2T。如今最为经常使用的 Windows XP 和 Windows 7 都支持 NTFS。至于 NTFS 是怎么管理文件的有点不太好说，由于微软一直当它是个“秘密”。

    Linux 也有本身的文件系统 式，被称为 ExtN(N=二、 三、4)。若是要追溯 ExtN 的起源，其实要比 FAT32 和 NTFS 都要古老。ExtN 文件系统一定要包含 inode 数据结构来表明一个文件，而且存储这个文件的各类属性和权限。至于实际的数据则放在 data block 块区中。除此以外，ExtN 文件系统还有一个超级块区(super block)，用于记录整个文件系统的总体信息，包括 inode 与 data block 的总量、使用量和剩余量。

    使用 stat -f filename 可查看系统的 inode 和 data block 使用状况。

        -f, --file-system
              display file system status instead of file status

    weiyuzhang@weiyuzhang:/work/windows$ stat -f /work/workspace/so/main
    文件:"/work/workspace/so/main"

   如下输出都跟 main 文件无关
    ID:1371e0e3c96e0461 文件名长度:255     类型:ext2/ext3
    块大小:4096       基本块大小:4096
    块:总计:23151106   空闲:14056882   可用:12880870
    Inodes: 总计:5881856    空闲:5836277

    data block 与 inode 同样，每个都有一个惟一编号，inode 只须要记录这些编号，就可以定位整个文件的任意一段数据。咱们假定有一个编号为 3 的 inode，它所表明的文件的数据被放置在编号为 二、五、六、八、13 和 20 的这几个 data block 中。那么读取这个文件的过程则如 图1 所示。

 

 

 

图 1 ExtN 文件系统读取数据过程示意图

 

采用这种数据存取的方法的文件系统被称之为“索引式文件系统”。它与伴随着不少人成长的 FAT32 有什么不一样呢?图2 展现了这个过程。

 

 

 

图 2 FAT32 文件系统读取数据过程示意图

 

    经过对两个图的比较，咱们能够清晰的看出，ExtN 经过 inode 可以一次性得到文件数据所存放的位置，能够据此来安排磁盘的阅读顺序，尽可能保证在磁盘只旋转一圈的状况下将全部内容读出来。而 FAT32 则只有将对应的 data block 读入以后才知道下一个 data block 在什么地方。若是一个文件的 data block 比较分散的话，将很难保证在磁盘只旋转一圈的状况下读取所有数据，有时候甚至要多转不少圈才能读完数据。

    这就是咱们很是熟悉的“磁盘碎片”问题。因为长时间的对文件进行建立、删除、读写，很难保证同一个文件的 data block 的位置相邻。而因为 FAT32 的读写特性，在 data block 不相邻的状况下读写性能会急剧降低。因此，为了提升 Windows 系统的磁盘性能，常常性的作“磁盘碎片整理”是很是有必要的。

    而对于 Linux 这种文件系统，则基本上不须要进行磁盘碎片整理。并且你也基本上找不到类 的工具。可是 Linux 系统通过长时间使用以后，仍是会有文件数据过于分散的问题的。即使可以作到很好的规划，可是对性能多多稍稍仍是会有一些影响，只是没有使用 FAT32 的 Windows 那么严重罢了。因此，一个使用时间好久的Linux 系统也会由于磁盘碎片问题而变慢，这也是事实。只是不须要太过在乎它。

一. 文件相关

1. 节点(inode)

    在 Linux 的文件系统中，保存在磁盘分区中的文件，无论是什么类型，都有一个编号，即节点号。

    经过 ls -i 能够查看。

2. atime/ctime/mtime 访问时间/更改时间/修改时间

    后 2 者的区别是，ctime 会同时跟踪文件属性和数据，mtime 仅关系到文件数据。

    例如，修改一个 .sh 文件的内容，mtime 会发生变化，可是仅修改 .sh 文件的权限，例如 chmod a+x test.sh，ctime 会发生变化

    经过 stat filename 能够查看文件的 inode 节点信息:

3. 连接

    分为软连接(符号连接)和硬连接。不论哪种，都会保持连接文件的同步性;可使用相对路径连接文件。

    a. 软连接(符号链接)  

        ln -s 源 目

    类 于 Windows 中的快捷方式，其实是一个文本文件，包含了被连接文件的位置信息，但与被连接文件的节点号不一样;支持跨分区连接

    既然是快捷方式，其大小就不是所连接文件的大小，而是只有几个字节。

    stat 命令查看源文件和软连接的结果以下:

    weiyuzhang@weiyuzhang:/work/workspace$ stat client.c
      File: "client.c"
      Size: 686       Blocks: 8(表示为了存储该文件，使用了几个 data block，其结果，并非严 的 Size/512)         IO Block: 4096  普通文件
    Device: 809h/2057d Inode: 131252      Links: 1
    Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/weiyuzhang)   Gid: ( 1000/weiyuzhang)
    Access: 2012-09-20 10:26:40.466391743 +0800
    Modify: 2012-09-18 17:33:15.405397461 +0800
    Change: 2012-09-20 10:25:06.786254344 +0800

    weiyuzhang@weiyuzhang:/work/workspace$ stat fake
      File: "fake" -> "client.c"
      Size: 8         Blocks: 0          IO Block: 4096   符号连接
    Device: 809h/2057d Inode: 131318      Links: 1
    Access: (0777/lrwxrwxrwx)  Uid: ( 1000/weiyuzhang)   Gid: ( 1000/weiyuzhang)
    Access: 2012-09-20 10:24:12.236174347 +0800
    Modify: 2012-09-20 10:24:11.486173237 +0800
    Change: 2012-09-20 10:24:11.486173237 +0800

    也能够看到，增长软链接，stat 信息中的 Links 不会增长

    b. 硬连接  

        ln 源 目

    经过节点号进行连接，即多个文件名指向同一个节点号;windows 中不具有该功能;

    其功能是，容许一个文件拥有多个有效路径名称，防止误删。只删除一个连接，并不影响节点自己和其它连接，只有当最后一个连接被删除后，文件的数据块才会被释放。即，文件真正删除的条件是，与之相关的全部硬连接文件均被删除。

    只能在同一分区内，不然提示:

        “ln: 建立硬连接"test" => "/work/out": 无效的跨设备链接”

    stat 命令查看源文件和硬连接的结果以下:

    weiyuzhang@weiyuzhang:/work/workspace$ stat client.c

      File: "client.c"
      Size: 686       Blocks: 8          IO Block: 4096   普通文件
    Device: 809h/2057d Inode: 131252      Links: 2
    Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/weiyuzhang)   Gid: ( 1000/weiyuzhang)
    Access: 2012-09-20 10:26:40.466391743 +0800
    Modify: 2012-09-18 17:33:15.405397461 +0800
    Change: 2012-09-20 10:25:06.786254344 +0800

    weiyuzhang@weiyuzhang:/work/workspace$ stat fake2
      File: "fake2"
      Size: 686       Blocks: 8          IO Block: 4096   普通文件
    Device: 809h/2057d Inode: 131252      Links: 2
    Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1000/weiyuzhang)   Gid: ( 1000/weiyuzhang)
    Access: 2012-09-20 10:26:40.466391743 +0800
    Modify: 2012-09-18 17:33:15.405397461 +0800
    Change: 2012-09-20 10:25:06.786254344 +0800

    此外，ll 命令输出的第二列也显示对应文件的硬连接数目。

    weiyuzhang@weiyuzhang:/tmp$ ll

    总用量 68

    drwxrwxrwt 11 root               root                4096 11月 26 14:46 ./

    drwxr-xr-x   25 root               root                4096 11月 9    16:42 ../

    drwx------      2 weiyuzhang weiyuzhang 4096 11月 26  09:10 .com.google.Chrome.X8rA1c/

    drwx------      2 weiyuzhang weiyuzhang 4096 11月 26  09:16 CRX_75DAF8CB7768/

    prw-rw-r--     1 weiyuzhang weiyuzhang 0        11月 26  10:06 fifo|

4. 编辑文件

    除了 vi，还有一个经常使用的工具是 nano。 

    在其底部有效的命令列表中，^ 表示 Control。

5. touch

    用于更新文件的访问时间和更改时间，虽然实际上不会编辑文件的内容。

6. 压缩和解压

    提供 gzip 和 bzip2 两种压缩方法。

        tar zcvf archive.tar.gz [file1 file2...]

        tar jcvf archive.tar.bz2 [file1 file2...]

7. 挂载

    在 /dev 目录中，有些可用的设备是存储设备，例如软驱或者 CD-ROM。访问它们提供的内容不是简单的 cd 进入驱动器，存储驱动器须要挂载到文件系统。换句话说，驱动器须要附加到一个固定的目录。

        mount /dev/md1 /mnt/alexdrive

    将驱动器 /dev/md1 附加到系统中现有的目录 /mnt/alexdrive。一旦驱动器被挂载，就可使用文件系统的任何指令访问驱动器。

    查看已启用的驱动器名，可经过 df -h。

    在现代的 Linux 发行版本中，CD-ROM、U盘等一些常见设备可以由系统自动挂载。

    此外，不带参数的 mount 指令，能够输出系统中每个被挂载的驱动器及使用的文件系统。

    例如，插入 U 盘，经过 mount 指令能够看到:

        ......

        /dev/sdb1 on /media/username/PENDRIVE type vfat (rw,nosuid,nodev,uid=1000,gid=1000,shortname=mixed,dmask=0077,utf8=1,showexec,flush,uhelper=udisks2)

    这是系统自动挂载的结果。/dev/sdb1 即为 U 盘对应的驱动器名。可使用 umount /dev/sdb1 来取消挂载。可是若是再次打开文件，又会被自动挂载。

    若是想让一个驱动器在开机时自动挂载，或者简单设置一个目录做为一个驱动器的默认挂载点，须要修改 /etc/fstab 文件。

8. 文件查找

    a. locate & updatedb

        locate filename

    该命令与 updatedb 关联，彻底依赖于索引，若是新建一个文件，使用 locate 是找不到的，除非执行过 updatedb

    updatedb 须要 root 权限，通常经过 cron 按期执行。