文件系统操作

文件系统

概述

linux下一切皆文件，linux文件系统是linux操作系统中用于管理和存储文件及目录的一套机制

文件系统的功能组成

文件系统可以拆分为

• 文件系统--侧重于理论体系的梳理
  • 操作系统用于组织和存储文件及数据的方法和数据结构，定义了属于如何在存储设备上被组织、命名、访问和修改。
  • 主要功能
    • 组织和分配存储空间
    • 文件存储和检索
    • 安全性和权限管理
    • 错误恢复和日志恢复
• 文件管理系统--侧重于各种文件的操作实践
  • 为操作系统中与文件管理相关的所有功能和工具的合集
  • 主要功能
    • 文件系统的创建和管理
    • 文件访问和修改
    • 权限和安全管理
    • 磁盘和分区管理

目录结构

参考链接：https://www.pathname.com/fhs/

文件路径

• /：一级目录，根文件系统，rootfs
• 绝对路径：以/开始，是一个完整的文件的位置路径
• 相对路径：不以/开始，是指相对于当前工作目录的路径

用户目录

• /home：普通用户的主目录，在linux中每个用户都有一个自己的目录，一般以用户的账号名命名
• /root：为系统管理的主目录，又称超级管理员

系统相关目录

• /boot：存放启动linux时使用的一些核心目录，包括一些连接文件以及镜像文件
• /etc：存放所有的系统管理员说需要的配置文件和子目录
• /lib：存放系统最基本的动态连接共享库，应用启动都需要用到这些共享库
• /sys：存放着sysfs文件系统，是内核设备树的一个直观反应，集成了三种文件系统的信息
  • 针对进程信息的 proc文件系统
  • 针对设备的devfs文件系统
  • 针对伪终端的devpts文件系统

命令相关目录

• /bin：是Binaries的缩写，存放经常使用的命名
• /sbin：是Superuser Binaries的缩写，存放的是系统管理员使用的系统管理程序
• /usr/bin：系统用户使用的应用程序
• /usr/sbin：超级用户使用的比较高级的管理程序和系统守护程序 Rocky系统，从centos7开始，属于一个目录，通过链接进行关联，而Ubuntu还说两个独立的目录

程序相关目录

• /proc：是Processes的缩写，是一种未文件系统即虚拟文件系统，存储当前内核运行状态的一系统特殊文件，是一个虚拟的目录，是系统内存的映射，可直接访问这个目录获取系统信息
• /srv：存放一些服务启动之后需要提取的数据
• /usr：是unix shred resources即共享资源，是一个非常重要的目录，用户很多的应用程序和文件都放在这个目录下，类似win下的program files
• /usr/src：内核源代码默认的目录
• /var：是variable的缩写，存放不断扩充着的东西，主要用于那些经常被修改的场景
• /run：一个临时文件系统，存储系统启动以来的信息，当重启的时候，这个目录下的文件被删掉或清除
  • 如果系统上有/var/run应该指向/run
• /usr/share：应用程序软件的帮助信息文件所在的目录

设备相关目录

• /dev：存放的外部设备信息
• /media：系统自动设备的一些设备的挂载目录
• /mnt：让用户临时挂载别的文件系统的目录
• /misc/cd：没有挂载光盘，也可以直接进入光盘里面
  • 前提是autofs服务上启动的，没有则需要安装并启用

其他相关目录

• /lost+found：一般情况下为空，系统会非法关机之后，就有文件
• /opt：给主机额外安全软件所摆放的目录
• /selinux：是Redhat/centos所特有的安全机制目录
• /tmp：存放临时文件的目录

文件类型

文件标识

文件类型以及颜色标识是用户与系统交互时的重要元素，能快速帮用户识别和理解文件或目录的性质 文件有两部分组成：文件内容数据和文件属性数据（也叫元数据）

文件类型分类

• 普通文件：文本、数据、程序代码等
• 目录文件：存储其他文件的路径名和相关信息
• 链接文件：分为软链接和硬链接
  • 硬链接：指向文件的inode节点，允许多个文件名与一个文件关联
  • 软链接：是一个特殊的文件，指向另一个文件或目录的路径，可以跨文件系统
• 特殊文件：分为块设备文件和字符设备文件
• 可执行文件：包含程序代码的文件
• 其他文件：如管道文件，套接字文件等其他类型的文件

链接文件

硬链接

• 简介：通过文件系统的inode链接来产生新文件名的方式，而不是叉棍酱行文件，多个文件名可以指向同一个inode号，共享相同的文件数据
• 特点：不会增加inode数量，也不会消耗额外的磁盘空间，删除任何一个硬链接文件名，只要其他的存在，文件数据就不会被删除
• 限制：不能跨文件系统创建，也不能直接链接到目录
• 用途：提供了一种在不同位置访问同一文件数据的方式，而不需要复制文件内容

软链接(符号链接)

• 简介：是一个独立的文件，包含另一个文件的路径名，当访问软链接时，系统会根据链接中的路径名找到并访问实际的文件
• 特点：软链接的通常很小，只包含路径名，删除软链接不会影响它所指向的文件，如果删除了所指向的文件，就会失效，可以跨文件系统创建，也可以链接到目录
• 断链：软链接指向了不存在的文件或目录
• 用途：用于简化复杂的目录结构，或在多个位置引用同一文件时提供便利

场景定位

• 硬链接：数据备份与恢复、节省磁盘空间、数据一致性
• 软链接：跨文件系统引用、模拟文件位置、简化复杂路径

指令

• 创建硬链接：ln 源文件 目标文件
• 创建软链接：ln -s 源文件 目标文件
• 查看链接指向：`readlink 链接文件

IO实践

重定向

• 覆盖式重定向：
  • >：将符号左侧的内容，以覆盖式的方式输入右侧文件中
  • <：将符号右侧的内容，以覆盖式的方式输入左侧文件或命令中
• 追加式重定向：
  • >>：将符号左侧的内容，以追加式的方式输入到右侧文件的末尾行中
  • <<：将符号右侧的内容，以追加式的方式输入到左侧文件的末尾行中

管道符

• |：常用于将两个命令隔开，然后从左向右传递信息

后台执行

• &：将一个命令从前台转到后台执行
  • 格式：命令 &

EOF重定向

在shell中，EOF通常于<<结合使用，<<EOF表示后续的输入作为子命令或子shell的输入，直到遇到EOF，再次返回到主调用shell，可理解为分界符，EOF也是一种自定义和文件内容终止符 格式：

交互式程序  << EOF
command 1
command 2
....
EOF

注意：最后的EOF必须单独占一行且顶格写，或使用<<-符号，<<-的作用是自动去除最后一个EOF前面的制表符\t对于空格无效，前后两个EOF可以是任意一个字符，只要前后两个边界内容一致即可