10年网站设计祥汇云,酷炫html5网站,wordpress贸易主题,上海外贸建站操作文件是我们平时经常有的操作。但是我们可能并不是很了解他们原理#xff0c;比如为什么删除一个很大的文件#xff0c;会非常快#xff1f;创建一个文件的时候#xff0c;系统发生了什么#xff1f;为什么删除的文件#xff0c;还可以恢复#xff1f;知其然知其所以…操作文件是我们平时经常有的操作。但是我们可能并不是很了解他们原理比如为什么删除一个很大的文件会非常快创建一个文件的时候系统发生了什么为什么删除的文件还可以恢复知其然知其所以然。我们一起深入探索文件系统的一些原理。这篇先分析一下创建文件的过程。我们先看一下文件系统在硬盘中的布局。我们再看一下文件系统在内存中的布局。对着上面的图从左向右我们看到1 一个进程有一个文件描述符数组这个描述符数组的元素就是我们平时操作文件的时候使用的那个fd。定义如下struct file * filp[NR_OPEN];2 每个文件描述符只是索引他对应的项指向一个file结构体file结构体定义如下。// 管理打开文件的内存属性的结构比如操作位置(inode没有读取操作位置这个概念),实现系统进程共享inodestruct file { unsigned short f_mode; unsigned short f_flags; unsigned short f_count; struct m_inode * f_inode; off_t f_pos;};file结构体是和inode的作用是不一样的inode是更多的是存储文件的一些持久化的数据比如大小时间、属主数据块位置等。inode是存在硬盘中的。在操作的文件的时候才会加载到内存。如果有修改需要回写硬盘。file存储的是文件临时的元数据他只存在内存里。比如一个文件当前读写位置打开模式等等。关闭文件后就会丢失这些数据。3 在文件系统中每一个文件都对应一个inode结构体。inode保存了一个文件的元数据包括大小时间属主块号等等。inode存在于硬盘和内存内存的inode叫m_inode他的部分属性和硬盘inode一一对应(硬盘inode叫d_inode)还有一些是只存在内存中的属性。我们看一下inode在硬盘中的布局。了解一系列结构体后我们开始分析创建文件的这个过程。主要是两件事情第一判断文件是否存在如果不存在则开始创建。1 根据路径找到最后一级目录对应的inode节点。目录其实也是文件他和一般文件的区别是一般文件存储的是用户数据目录文件存储的是文件信息。目录文件里存储的数据就是一个对象数组每个元素保存了文件名和inode节点号。// 目录项结构struct dir_entry { // inode号 unsigned short inode; // 文件名 char name[NAME_LEN];};假设我们找/a/b/hello.txt这个文件。因为/是根文件系统的根路径他在文件系统初始化的时候根文件系统会从固定的位置(第一个inode节点)把他对应的inode结构体加载到内存中。我们根据根inode就知道根目录下面有多少dir_entry然后逐个比较找到目录a对应的dir_entry从dir_entry中得到目录a的inode号再根据a的inode号把inode结构体从硬盘中加载到内存继续这个过程直到最后找到hello.txt。2 所以我们从一个目录下找一个目录或者文件的时候其实就是遍历这个数组对比name是否一样是的话根据inode号取出inode结构体从而取得文件数据。3 因为我们是创建文件所以是肯定找不到的。4 上面已经解释过一个文件对应一个inode。现在我们创建一个文件那自然我们就要先在硬盘中申请一个inode并且修改文件系统的元数据inode位图即这个inode被使用了。然后再在内存中申请一个m_inode。供用户操作文件的。至此创建文件就完成了。我们发现创建一个文件底层发生的事情其实就是在硬盘申请一个inode就可以了。5 当我们开始操作m_inode对应的文件的时候。比如写入。回归上面的inode结构体可以发现这时候文件其实是没有被分配硬盘空间的。现在需要写入那首先就要先在硬盘中申请一块空间。并修改块位图信息。然后申请一块和该硬盘块关联的内存块用户写入的数据就存在该内存块中系统会定时回写到硬盘中对应的块。这就是创建一个文件的大致过程。
