初學Linux之熟悉文件系統

為了大家能夠理解文件系統，我們可以將計算機的文件系統類比成一個圖書館，文件本身可以成圖書館的各種繁多的書籍。圖書館的數，都是有類別和編號的，也有書架和區域。我們找一本數，先確認這個數是哪個類別的，通過類別，找到在圖書館的區域位置，找到書架，在通過編號查找書籍所在的位置。同樣的，Linux系統里的文件也是這樣的，在唯一的根目錄下，會有不同的目錄文件，目錄文件中又包含不同的目錄和文件，這種倒置的數狀結構，就是我們要了解的文件系統。

一、文件系統結構元素

Linux文件系統是從唯一的根目錄開始的，在沒有任何的更改的情況下，系統默認創建好以下一級目錄：

1、/boot：是存放系統引導啟動時，要加載的靜態文件、內核和ramdisk及grub等；

2、/bin：存放系統自身啟動和運行時會用到的核心二進制程序，不能獨立關聯分區；

3、/sbin：管理類基本命令，不能獨立關聯分區，系統啟動會用到的程序；

4、/lib：存放系統啟動時程序依賴的基本共享庫文件以及內核模塊文件；

5、/lib64:專用于×86_64系統上的輔助共享庫文件的存放位置；

6、/etc：存放系統配置文件的目錄；

7、/home：存放各個普通用戶家目錄的目錄文件；

8、/root：管理員的家目錄；

9、/media：系統便攜式移動設備的（掛載）目錄；

10、/mnt：臨時文件系統（掛載）目錄；

11、/dev：所有設備文件和特殊文件存儲位置；

12、/opt：第三方應用程序的安裝目錄；

13、/srv：系統上運行的服務用到的數據；

14、/tmp：臨時文件存儲位置；

15、/usr：UNIX操作系統軟件資源存放位置

（bin，sbin，lib，lib64，etc，share）

16、/var:經常發生變化的文件存放的位置

（cache，lib，local，lock，log，opt，run，spool，tmp）；

17、/proc：用于輸出內核與進程信息相關的虛擬文件系統；

18、/sys：用于輸出當前系統上硬件設備相關信息虛擬文件系統；

19、selinux：相關的安全策略等信息的存儲位置；

以上目錄都是系統默認建立的，正常情況下，不可刪除，防止系統啟動和運行的故障。這些目錄中，普通用戶訪問時用到的是/home 目錄，/root目錄是系統管理員的家目錄。知道了基本的文件目錄后，那我們使用的系統應用程序都用到哪些目錄呢？下面的文件路徑就是了。

二進制程序：/bin? ，/sbin，/usr/bin ，/usr/sbin，/usr/local/bin，/usr/local/sbin；

庫文件：/lib，/lib64，/usr/lib，/usr/lib64，/usr/local/lib，/usr/local/lib；

配置文件：/etc，/etc…. ，/usr/local/etc；

幫助文件：/usr/share/man ，/usr/share/doc，/usr/local/share/man， /usr/local/share/doc；

“圖書館”的區域和書架都已經劃分好了，如何區分不同類別的書籍呢？Linux系統中的純文字是無法直接凸顯的，所用到的方法是，在文件名上，顯示不同的顏色，可以做到一目了然。文件類型和顏色對應如下：

列表顯示的開頭第一個字母是文件的類型。

-（f）：普通文件–白色

d ? ?? ：目錄文件–藍色

b ? ?? ：塊設備 –黃色

c ? ?? ：字符設備–黃色

l ? ? ? ：符號鏈接文件–淺藍色（失效后會紅色閃爍）

p ? ?? ：管道文件–暗黃色

s ? ? ? ：socket–粉紅色

現在我們已經知道了文件系統的基本結構和文件的類型，我們接著可以嘗試進入不同的目錄，查看目錄下的文件和文件信息。登陸進入系統，用戶的初始位置是在自己的家目錄（~），會在字符輸入界面的命令提示符的最右顯示。也可以通過 pwd 命令，在屏幕中輸出自己的目錄路徑。? ? ? ? ? ? ? ?

若是我們需要移動到其他的目錄，只要通過 cd 命令即可，可以先嘗試改變到根目錄下，到了更根目錄下，我們可以通過 ls 命令查看根目錄下存在的目錄和文件，若是目錄，還可以通過cd 命令進行轉移。若是已經知道了目錄的順序，直接輸入目錄的絕對路徑，可以一個 cd命令到指定的目錄下。當然也可以使用相對當前目錄的路徑（相對路徑），將上級目錄之前的目錄路徑省略，轉移到指定目錄。

這里查看到的都是非隱藏的文件，Linux文件系統對文件命令有如下的規則：1、文件命令最長255個字節；2、包括路徑在內文件名稱最長4095個字節；3、除了斜杠（/）和NUL，所有的字符都是可以作為文件名的。（不推薦）；4、文件名大小寫敏感；5、所有 文件名是“.”開頭的文件都是隱藏文件。

二、文件的創建和查看

2、ls 命令也可以使用絕對路徑和相對路徑作為參數，直接查看指定目錄下的文件信息。其中 ls? -a? [目錄路徑]? 列出所有文件（包括隱藏文件）。-l 可以列表顯示更多額外信息，-R可以查看當前目錄下所有層級目錄的文件。具體更多的用法，我們可以查看幫助文檔。

另外，文件名可以使用文件通配符（glob）目錄查詢顯示。man 7 glob? 可以查詢通配符的使用方法，這邊不多做描述。

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2、創建文件，可以使用touch 命令，若是創建時，只有文件名，沒有指定之前的目錄，這個命令默認是在當前目錄下創建，若是指定的目錄不存在，則無法創建。若是文件存在，會刷新文件的時間信息。文件的時間信息可以使用 stat 命令顯示。

access time? 訪問時間，讀取文件內容會改變 ? （atime）

modify time? 修改時間，改名文件中存儲的數據（mtime）

change time? 改變時間，文件大小，類型等信息發生改變（ctime）

3、創建目錄可以使用mkdir 這個命令，其中 mkdir -p 在創建不存在的目錄時，可以省略系統的提醒，直接生成對應的目錄文件。

三、文件刪除、復制、移動等操作

1、文件刪除：rm

rm命令會將文件直接刪除，這是個很危險的操作，刪除的文件時無法恢復的，所以系統已經通過別名的方法，將這個命令，更改為 rm -i ，使rm 命令成為交互的，在刪除文件前，系統會詢問用戶是否刪除。確認后會刪除。

常用的選項： -f? 強制刪除 ，不提醒；? -r ：遞歸性 ； 可以使用文件通配符

2、文件復制：cp

cp可以實現文件的復制，可以作為文件備份的一種方法，具體的用法如下：

cp [OPTION]… [-T] SOURCE（源） DEST （目標文件）?

cp [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY （目錄）?

cp [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE… ?（省略號代表多個）

cp SRC（源） DEST

cp 命令常用的選項： -av選項一般比較常用。

-i：覆蓋前提示

-n:不覆蓋，注意兩者順序 ?

-r, -R: 遞歸復制目錄及內部的所有內容 ?

-a: 歸檔，相當于-dR –preserv=all ?

-p: 等同–preserv=mode,ownership,timestamp ?

-v: –verbose ?

-f: –force ?

-u:–update 只復制源比目標更新文件或目標不存在的文件 ?

–backup=numbered 目標存在，覆蓋前先備份加數字后綴

-d：–no-dereference –preserv=links 不復制原文件， 只復制鏈接名 ?

–preserv[=ATTR_LIST] mode: 權限

ownership: ?? 屬主屬組

timestamp: links ,xattr, context, all

3、移動mv（改名）

mv [OPTION]… [-T] SOURCE DEST ?

mv [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY ?

mv [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE…

常用選項 -i：交換式，文件名出現重復時，移動或者改名，會進行提示。

-f：強制，不進行提示。

rm和mv 系統已經自動進行別名，通過 alias 命令可以查看。

四、其他文件系統的操作命令

tree? 命令 可以用樹狀圖的形式顯示當前目錄下的文件和目錄的結構，可以對當前目錄的情況做到一目了然。

rmdir 命令是刪除目錄的命令，也可以配合 -p選項進行刪除，但是刪除的是空目錄，若是有一個文件，則無法刪除。

以上命令的具體使用方法，我們都可以通過幫助文檔查詢到詳細的信息，這里不再贅述。

五、軟鏈接和硬鏈接

提到軟鏈接和硬鏈接，我們需要了解 inode 這個概念。系統中的文件是存儲在磁盤中的，計算機讀取硬盤的最小單位是一個“塊”（block），大小是4kb。有的文件是不止占用一個“塊”的，無法達到快速訪問數據本身外的信息，所以需要將文件內容本身外的元數據信息以節點（本身會小巧）的方式單獨的存儲在一個專門的區域。這個區域就是inode ，中文名稱為“索引節點”。inode 包含文件的元數據信息，具體內容如下：

（1）文件類型，權限，UID，GID；

（2）鏈接數（指向這個文件名路徑名稱個數）；

（3）該文件的大小和不同的時間戳 ；

（4）指向磁盤上文件的數據塊指針 ；

（5）有關文件的其他數據；

inode 使用信息可以使用 df? -i 命令查看（df 本身是查看磁盤空間使用信息的命令），目錄中的文件，就是通過文件名，引用的inode號， 一個目錄是目錄下的文件名和文件inode號之間的映射。一般 inode 表會占用磁盤空間的12.8%，若是inode已經被用光，但是磁盤還有空間，這種情況下，也是無法繼續存儲文件的。需要清理inode表。

1、硬鏈接
? 創建硬鏈接會增加額外的記錄項以引用文件 ，對應于同一文件系統上一個物理文件 ， 每個目錄引用相同的inode號 ，在創建時鏈接數遞增 ，而刪除文件時： rm命令遞減計數的鏈接，文件要存在，至少有一個鏈接數 ，當鏈接數為零時，該文件被刪除。注意硬鏈接不能跨越驅動器或分區 。?

語法: ln ?? filename ? [linkname ]

2、軟連接?

一個軟鏈接指向的是另一個文件 ，軟連接的文件類型和原來的是不同的。 ls – l 是顯示鏈接的名稱和引用的文件 ，而一個符號鏈接的內容是它引用文件的名稱 。軟鏈接可以對目錄進行設置，也可以跨分區。?實際上，軟連接指向的是另一個文件的路徑；其大小為指向的路徑字符串的 長度；創建或者刪除一個文件的軟鏈接不增加或減少目標文件inode的引用計數。?

語法： ln -s filename [linkname]