Linux系统编程9_iNode机制

文件存储在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫做“扇区”(Sector)。每个扇区储存512字节(相当于0.5KB)。
操作系统读取硬盘的时候,不会一个个扇区的读取,这样效率太低,而是一次性连续读取多个扇区,即一次性读取一个“”(block)。
这种由多个扇区组成的“块”,是文件存取的最小单位
“块”的大小,最常见的是4KB,即连续八个sector组成一个block。

 

总结来说:

扇区设备的最小寻址单元,也叫 "硬扇区" 或 "设备块"。

是操作系统中文件系统的最小寻址单元,也叫 "文件块" 或 "I/O 块"。



什么是inode:

文件数据都储存在“块”中,那么很显然,我们还必须找到一个地方储存文件的“元信息”。

比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode,中文译名为"索引节点"。

每一个文件都有对应的inode,里面包含了与该文件有关的一些信息。

 

inode也会消耗硬盘空间,所以硬盘格式化的时候,操作系统自动将硬盘分成两个区域。

一个是数据区,存放文件数据;

另一个是inode区(inode table),存放inode所包含的信息。

 

inode节点的总数,在格式化时就给定,一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。//iNode个数在格式化时就确定下来了,不会变;

每个inode节点的大小,一般是128字节或256字节。

假定在一块1GB的硬盘中,每个inode节点的大小为128字节,每1KB就设置一个inode,

那么inode table的大小就会达到128MB,占整块硬盘的12.8%。

 

每个inode都有一个号码,操作系统用inode号码来识别不同的文件。
//inode号码->inode信息->文件数据
表面上,用户通过文件名,打开文件。
实际上,系统内部这个过程分成三步:首先,系统找到这个文件名对应的inode号码;
其次,通过inode号码,获取inode信息;
最后,根据inode信息,找到文件数据所在的block,读出数据。

结合文件描述符来理解https://www.cnblogs.com/grooovvve/p/14076856.html



iNode特性:

由于inode号码与文件名分离,这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象。

有时,文件名包含特殊字符,无法正常删除。这时,直接删除inode节点,就能起到删除文件的作用。

移动文件或重命名文件,只是改变文件名,不影响inode号码。

打开一个文件以后,系统就以inode号码来识别这个文件,不再考虑文件名。因此,通常来说,系统无法从inode号码得知文件名。

iNode使得软件更新变得简单,可以在不关闭软件的情况下进行更新,不需要重启。
因为系统通过inode号码,识别运行中的文件,不通过文件名。
更新的时候,新版文件以同样的文件名,生成一个新的inode,不会影响到运行中的文件。
等到下一次运行这个软件的时候,文件名就自动指向新版文件,旧版文件的inode则被回收。

Linux的inode的理解:https://blog.csdn.net/xuz0917/article/details/79473562



由iNode引申出硬链接,软链接:

文件名 -> inode号码是"多对一"关系;
Unix/Linux系统允许,多个文件名指向同一个inode号码。
可以用不同的文件名访问同样的内容;对文件内容进行修改,会影响到所有文件名;
但是,删除一个文件名,不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为"硬链接"(hard link)。

 

文件A和文件B的inode号码虽然不一样,但是文件A的内容是文件B的路径。
读取文件A时,系统会自动将访问者导向文件B。
因此,无论打开哪一个文件,最终读取的都是文件B。
这时,文件A就称为文件B的"软链接"(soft link)或者"符号链接(symbolic link)。

这意味着,文件A依赖于文件B而存在,如果删除了文件B,打开文件A就会报错:“No such file or directory”。


这是软链接与硬链接最大的不同:文件A指向文件B的文件名,而不是文件B的inode号码,文件B的inode"链接数"不会因此发生变化。



目录文件与inode:

目录文件的结构非常简单,就是一系列目录项的列表。
每个目录项,由两部分组成:所包含文件的文件名,以及该文件名对应的inode号码
如果要查看文件的详细信息,就必须根据inode号码,访问inode节点读取信息。
目录文件的读权限(r)和写权限(w),都是针对目录文件本身。
由于目录文件内只有文件名和inode号码,所以如果只有读权限,只能获取文件名,无法获取其他信息,
因为其他信息都储存在inode节点中,而读取inode节点内的信息需要目录文件的执行权限(x)。



inode相关命令:

stat命令,查看某个文件的inode信息
stat example.txt

df -i //查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量,可以使用df命令。

posted @ 2020-12-30 23:01  Grooovvve  阅读(181)  评论(0编辑  收藏  举报