文件系统

相信接触过Linux操作系统的同学一定使用过ls -l这个命令吧，你在你的命令行解释器下输入这个命令后，打印出了下图中的几列信息。

这些信息对应了文件下面的属性：

• 文件权限
• 文件硬链接数
• 文件所有者
• 文件所属组
• 文件大小
• 修改日期和文件名字

当然你也一定使用过cat，more或者less命令来查看文件内容，请注意，我们上面实际上是提到了文件的两个特点文件属性和文件内容，这篇博客就来给大家讲解文件是如何存在磁盘上的。

磁盘模型

你可以把箭头指向的这两个同心圆从某部分断开，就像拉成磁带的那样的长条一样。，磁盘是典型的块设备，所以这些条也就是硬盘分区被划分为一个个的block，每个块的大小被定为1024、2048或4096字节。

这些分区具体被分为多大其实这些分块是被一个叫boot block的东西管理着：

boot block：boot block 是芯片设计厂家在LPC2000系列微控制器内部固化的一段代码，用户无法对其修改和删除。这段代码在芯片复位后首先被运行，其功能主要是判断运行那个存储器上的程序、检查用户代码是否有效、判断芯片是否被加密、芯片的在应用以及在系统编程功能。

而我们的文件就被存在这些块上，我们现在来看看这些block group中的结构是怎么样的：

不明白这6部分到底是什么东西先不要着急，我们一个一个来说

inode table

首先你需要知道什么是inode，其实inode也是一个结构体，还记得我们之前提到的文件属性吧，inode结构体中存放的就是文件的属性，记住这里仅仅存放的是属性，内容会存放在另一个小部分中

这里有一个问题，一个空文件有inode结构体么?当然，我们说了，这里存放文件属性，所以空文件也有文件属性呀。

inode bitmap

我们每个文件都对应了一个inode，就像每个进程都有一个pcb一样，我们为了找到这些对应的inode，所以每个inode也拥有独一无二inode号，就好比pid一样。

说到这里，inode bitmap的作用就明了了，这个位图就是用来判断此位置映射的inode号有没有被其他文件所占用，占用了这个位就会设为1，否者为0，这些位图对应了inode table中的某一个位置

block bitmap

Block Bitmap中记录着Data Block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块没 有被占用

data blocks

存放数据的数据块

super block

存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：bolck 和 inode的总量， 未使用的block和inode的数量，一个block和inode的大小，最近一次挂载的时间，最近一次写入数据的 时间，最近一次检验磁盘的时间等其他文件系统的相关信息。Super Block的信息被破坏，可以说整个 文件系统结构就被破坏了

group descriptor table

块组描述符，描述块组属性信息

数据存放

我们来看看一个文件的数据是如何存放到磁盘中的：

• 检查inode位图是否为空
• 如果某比特位为空则将其由0置为1
• 把对应的文件属性写在此inode位图相应的inode节点中
• 给这个对应的inode号分配block空间，写入数据
• 将这个block块号也存到inode中,并把对应的block bitmap所对应的位置置为1
• 将文件名字和ionde号映射关系写入目录文件的内容中

我们这里的最后一条为什么要把文件名字和ionde号映射关系写入目录文件的内容中呢？其实我们访问一个文件是通过inode号从磁盘中查找的，而我们发现我们访问文件时使用的都是文件名，那么说明一定有某个东西帮助我们将文件名字转化为inode号，这里的工作其实是目录文件帮我们完成的。

有没有发现一个文件下不可以拥有同名文件，所以目录的内容实际上维护了本目录中所有文件名字和其inode号的映射关系，这里也就是为什么需要有我们上面的最后一条。

再来看看如何删除磁盘中的一个文件：

• 将文件对应的数据block块从1置为0
• 将文件对应的inode号从1置为0

不要惊讶，有没有发现我们下载一个文件要几小时，而删除只需要几秒，这其实是一种假删除，我们并没有真正意义上删除数据，这也为恢复数据做了铺垫。

总结

其实文件在磁盘中的存储还有很多细节，有兴趣的同学可以自己下去查查哦。