文件系统
我们知道文件可以分为磁盘文件和内存文件，内存文件前面已经说过，现在说说磁盘文件
初始inode
概念:inode是在Linux操作系统中的一种数据结构，其本质是结构体，它包含了与文件系统中各个文件相关的一些重要信息。在Linux中创建文件系统时，同时回创建大量的inode。
磁盘文件由两部分构成，分别是文件内容和文件属性。文件内容就是文件当中存储的数据，文件属性就是文件的一些基本信息，例如文件名，文件大小以及文件创建时间等信息都是文件属性，问问价属性又被称为元信息。
在命令行输入ls -l,即可显示当前目录下各文件的属性信息。
其中各列信息所对应的信息如下所示:
在LINUX操作系统中，文件的元信息和内容是分离存储的,其中保存元信息的结构称为inode,因为系统当中可能存在大量的文件，所以我们需要给每个文件的属性集起一个唯一的编号，即inode号。也就是说，inode是一个文件的属性集合，Linux中几乎每个文件都有一个inode,为了区分系统当中大量的inode,我们为每个inode设置了编号
在命令行输入ls -i即可显示各个文件的inode编号
无论是文件内容还是文件属性，都是存储在磁盘当中的。
磁盘的概念
磁盘是一种永久性存储介质，在计算机中，磁盘几乎是唯一的机械设备，与磁盘相对应的就是内存，内存是掉电易失存储介质，目前所有的普通文件都是在磁盘中存储的。
磁盘在冯诺依曼体系结构中既可以充当输入设备，又可以充当输出设备
磁盘的寻优方案
对磁盘进行读写操作时，一般有以下几个步骤:
1.确定读写信息在磁盘的哪个盘面
2.确定读写信息在磁盘的哪个柱面
3.确定读写信息在磁盘的哪个扇区
通过以上步骤，可以确定信息在磁盘中的读写位置。
磁盘的分区与格式化介绍
线性存储介质
理解文件系统，首先我们必须将磁盘想象成一个线性的存储介质，想想磁带，当磁带被卷起来时，其就像磁盘一样是圆形的，但当我们把磁带拉直后，其就是线性的。
磁盘分区
磁盘通常被称为块设备，一般以扇区为单位，一个扇区的大小通常为512字节。我们若以大小为512G的磁盘为例，该磁盘就可以被分为十亿多个扇区。
计算机为了更好的管理磁盘，于是对磁盘进行了分区。磁盘分区就是使用分区编辑器在磁盘上划分几个逻辑部分， 盘片一旦划分成数个分区，不同的目录与文件就可以存储进不同的分区，分区越多，就可以将文件性质分的越细,按照更为细节的性质，存储在不同的地方以管理文件，例如在Windows下磁盘一般被分为C盘和D盘两个区域。
在Linux操作系统下，我们也可以通过以下命令查看我们磁盘的分区信息。
磁盘格式化
当磁盘完成分区后，我们还需要对磁盘进行格式化。磁盘格式化就是对磁盘中的分区进行初始化的一种操作1，这种操作通常会导致现有的磁盘或分区中所有的文件被清除。
简单来说，磁盘格式化就是对分区后的各个区域写入对应的管理信息。
其中，写入的管理信息是什么是由文件系统决定的，不同的文件系统格式化时写入的管理信息是不同的，常见的文件系统有EXT2,EXT3,XFS等。
EXT2文件系统的存储方案
计算机为了更好的管理磁盘，会对磁盘进行分区。而对于每一个分区来说，分区的头部会包括一个启动块(Boot Block),对于该分区的其余区域，EXT2文件系统会根据分区的大小将其划分为一个个的块组(Block Group).
注意:启动块的大小是确定的，而快组的大小是油格式化确实的，并且不能更改。
其次，每个组块都有着相同的组成结构,每个组块都由超级快(Super Block),快组描述符表(Group Descriptor Table),块位图(Block Bitmap),inode位图(inode Bitmap),inode表(inode Table)以及数据表(Data Block)组成。
Super Block： 存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：Data Block和inode的总量、未使用的Data Block和inode的数量、一个Data 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： 块组描述符表，描述该分区当中块组的属性信息。
Block Bitmap： 块位图当中记录着Data Block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块没有被占用。
inode Bitmap： inode位图当中记录着每个inode是否空闲可用。
inode Table： 存放文件属性，即每个文件的inode。
Data Blocks： 存放文件内容。
注意:
如何理解创建一个空文件?
- 通过遍历inode位图的方式，找到一个空闲的inode
- 在inode表中找到对应的inode,并将文件的属性信息填充进inode结构中
- 将该文件的文件名和inode指针添加到目录文件的数据块中。
如何理解对文件写入信息?
- 通过文件的inode编号找到对应的inode结构。
- 通过inode结构找到存储该文件内容的数据块，并将数据写入数据块
- 若不存在数据块或申请的数据块已被写满，则通过遍历块位图的方式找到一个空闲的块号，并在数据区当中找到对应的空闲块，再将数据写入数据块，最后还需要建立数据块和inode结构的对应关系。
如何理解删除一个文件?
- 将该文件对应的inode在inode位图当中置为无效。
- 将该文件申请过的数据块在块位图当中置为无效。
因为此操作并不会真正将文件对应的信息删除，而只是将其inode号和数据块号置为了无效，所以当我们删除文件后短时间内是可以恢复的。
为什么说是短时间内呢，因为该文件对应的inode号和数据块号已经被置为了无效，因此后续创建其他文件或是对其他文件进行写入操作申请inode号和数据块号时，可能会将该置为无效了的inode号和数据块号分配出去，此时删除文件的数据就会被覆盖，也就无法恢复文件了。
为什么拷贝文件的时候特别慢,而删除文件却特别块?
因为拷贝文件需要先创建文件，然后再对该文件进行写入操作，该过程需要先申请inode号并填入文件的属性信息，之后还需要再申请数据块号，最后才能进行文件内容的数据拷贝，而删除文件只需将对应文件的inode号和数据块号置为无效，无需真正的删除文件，所以拷贝慢，而删除文件时很快的。
如何理解目录?
- 都说在Linux下一切皆文件,目录当然也可以被看作为文件.
- 目录有自己的属性信息，目录的inode结构当中存储的就是目录的属性信息，比如目录的大小,目录的拥有者等。
- 目录也有自己的内容，目录的数据块当中存储的就是该目录下的文件名以及对应文件的inode指针。
注意:每个文件的文件名并没有存储在自己的inode结构当中，而是存储在该文件所处目录文件的文件内容当中。因为计算机并不关注文件的文件名，计算机只关注文件的inode号，而文件名和文件的inode指针存储在其目录文件的文件内容当中后，目录通过文件名和文件的inode指针即可将文件名和文件内容及其属性连接起来。
软硬链接
软链接
概念:软链接通过名字引用另一个文件，具有独立的inode，是一个独立的文件。里面的数据块存储了源文件的路径信息。
通过以下命令创建了一个文件的软链接
ln -s myfile myfile_S
通过ls -i -l命令我们可以看到，软链接文件的inode号与源文件的inode号是不同的，并且软链接文件的大小要比源文件的大小小得多
软链接又叫做符号链接，软链接文件相对于源文件来说是一个独立的文件， 该文件有自己的inode号，但是该文件只包含源文件的路径名，所以软链接文件的大小要比源文件小得多。软链接就类似于Windows操作系统当中的快捷方式。
但是软链接只是源文件的一个标记，当删除了源文件后，链接文件不能独立存在，虽然仍保留文件名， 但缺不能执行或查看软链接的内容了
硬链接
概念:硬链接通过inode引用另外一个文件和指向的文件共享同一个inode,不是一个独立的文件。在linux中可以让多个文件名对应于同一个inode.
In myproc myproc _c
通过ls -i -l 命令我们可以看到，硬链接文件的inode号与源文件的inode号是相同的，并且硬链接文件的大小与源文件的大小也是相同的,特别注意，当创建了一个硬链接文件后，该硬链接文件和源文件的硬链接数变成了2
硬链接文件就是源文件的一个别名，一个文件有几个文件名，该文件的硬链接数就是几,这里inode号为655989的文件有两个,因此该文件的硬链接数为2。
与软链接不同的是，当硬链接的源文件被删除后，硬链接文件仍能正常执行，只是文件的链接数减少了一个，因为此时该文件的文件名少了一个。
总之，硬链接就是让多个不在或者同一个目录下的文件名，同时能够修改同一个文件，其中一个修改后,所有与其有硬链接的文件都一起修改了。
为什么刚创建的目录的硬链接数是2?
我们创建的一个普通文件，该普通文件的硬链接数是1，因为此时该文件只有一个文件名。那为什么我们创建一个目录后，该目录的硬链接数是2?
因为每个目录创建后，该目录下默认会有两个隐含文件.和..,它们分别代表当前目录和上级目录，因此这里创建的目录有两个名字，一个是dir另一个就是该目录下的.,所以刚创建的目录硬链接数是2。通过命令我们也可以看到dir和该目录下的.的inode号是一样的，也就是说明它们代表的实际上是一个文件。
软硬链接的区别
- 软链接是一个独立的文件,有独立的inode,而硬链接没有独立的inode
- 软链接相当于快捷方式，硬链接本质没有创建文件，只是建立了一个文件名和已有的inode的映射关系，并写入当前目录。
