3.Linux文件系统和目录管理

3.Linux文件系统和目录管理

3.1. Linux目录结构与文件类型

3.1.1 Linux目录结构

• 根目录结构

  bin   dev  home  lib64       media  opt   root  sbin  sys  usr
  boot  etc  lib   lost+found  mnt    proc  run   srv   tmp  var
  

• 根目录说明

  /boot：存放启动引导文件，如内核文件vmlinuz、启动引导程序/boot/grub2和bootloader
  /dev：存放设备文件及特殊文件，如/dev/null、/dev/zero、/dev/loop*、/dev/sd*
  /etc：存放配置文件
  /mnt：临时设备挂载点
  /opt：第三方软件安装目录
  /proc：虚拟文件系统，存放位于内存中的数据，如系统内核、进程、网络状态、外接设备状态
  /srv：运行中的网络服务需要的数据，存放在该目录中
  /sys：虚拟文件系统，存放位于内存中的数据，如内核、文件系统信息(硬件设备)
  /var：存放缓存和日志的目录，如/var/log、/var/cache
  

• /usr目录结构

  bin  etc   include  lib  lib64   local  sbin  share  src  tmp
  

• /usr目录说明

  /usr/bin、/usr/sbin：用户可执行命令的存放目录（普通用户、root用户）
  /usr/lib、/usr/lib64：系统函数库存放目录（32位、64位）
  /usr/include：C/C++的头文件存放目录
  /usr/share：主要是只读文件和共享文件，如帮助文档man、软件说明文档doc
  /usr/src：源代码存放目录
  /usr/local：第三方软件安装目录
  

• centos7之后的链接文件

  lrwxrwxrwx.  1 root root     7 Jul  8 01:12 bin -> usr/bin
  lrwxrwxrwx.  1 root root     7 Jul  8 01:12 lib -> usr/lib
  lrwxrwxrwx.  1 root root     9 Jul  8 01:12 lib64 -> usr/lib64
  lrwxrwxrwx.  1 root root     8 Jul  8 01:12 sbin -> usr/sbin
  

3.1.2 Linux文件类型

• 普通文件、目录、链接文件

  # - 普通文件
  $ ll /etc/passwd
  -rw-r--r--. 1 root root 798 Jul  8 01:20 /etc/passwd
  
  # d 目录文件
  $ ll -d /home
  drwxr-xr-x. 3 root root 4096 Nov  5  2016 /home
  
  # l 链接文件
  $ ll -d /usr/tmp
  lrwxrwxrwx. 1 root root 10 Jul  8 01:12 /usr/tmp -> ../var/tmp
  

• 其他文件

  # b 块设备
  $ ll /dev/sda
  brw-rw---- 1 root disk 8, 0 Jul 10 10:12 /dev/sda
  
  # c 字符设备
  $ ll /dev/zero
  crw-rw-rw- 1 root root 1, 5 Jul 10 10:12 /dev/zero
  
  # p 管道文件
  
  # s 套接字文件
  
  

3.2 Linux文件与目录常用指令

3.2.1 查看与切换路径

• pwd 查看当前路径

  # 查看当前路径
  [demo@localhost network-scripts]$ pwd
  /etc/sysconfig/network-scripts
  
  # 查看文件的 dirname
  [demo@localhost network-scripts]$ dirname /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s8
  /etc/sysconfig/network-scripts
  
  # 查看文件的 basename
  [demo@localhost network-scripts]$ basename /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-enp0s8
  ifcfg-enp0s8
  

• cd DIR 切换路径

  # 切换到家目录
  [demo@localhost network-scripts]$ cd
  
  # 切换到之前所在路径
  [demo@localhost ~]$ cd -
  /etc/sysconfig/network-scripts
  # - 所表示的路径是存放在OLDPWD变量中的
  [demo@localhost network-scripts]$ echo $OLDPWD
  /home/demo
  

3.2.2 查看文件或目录 ls

• 命令格式

  # 支持多个参数，多个文件
  ls [OPTION]... [FILE]...
  

• 常用

  # -1  每行仅打印一列
  $ ls -1 /home/demo
  a.txt
  a.zip
  b.txt
  
  
  # -a  显示隐藏目录
  [demo@localhost network-scripts]$ ls -a /home/demo
  .  ..  a.txt  a.zip  .bash_history  .bash_logout  .bash_profile  .bashrc  b.txt 
  
  # -l  显示详细信息
  [demo@localhost network-scripts]$ ll /home/demo
  -rwxrwxrwx 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:56 a.txt
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:57 a.zip
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:56 b.txt
  
  # -d  列举目录本身，而不是目录下的文件
  [demo@localhost network-scripts]$ ll -d /home/demo
  drwx------ 3 demo demogroup 4096 Jul 11 23:00 /home/demo
  

• 排序

  # -S 按照文件大小排序
  [demo@localhost network-scripts]$ ll -S
  -rw-r--r--. 1 root root 31027 May  3  2017 network-functions-ipv6
  -rw-r--r--. 1 root root 18919 May  3  2017 network-functions
  
  # -r 倒序
  [demo@localhost network-scripts]$ ll -S -r
  -rw-r--r--. 1 root root 18919 May  3  2017 network-functions
  -rw-r--r--. 1 root root 31027 May  3  2017 network-functions-ipv6
  
  # -t 按照时间排序
  [demo@localhost network-scripts]$ ll -t
  -rw-r--r--  1 root root   327 Jul  9 12:24 ifcfg-enp0s8
  -rw-r--r--. 1 root root   282 Jul  8 09:35 ifcfg-enp0s3
  
  # -r 倒序
  [demo@localhost network-scripts]$ ll -rt
  -rw-r--r--. 1 root root   282 Jul  8 09:35 ifcfg-enp0s3
  -rw-r--r--  1 root root   327 Jul  9 12:24 ifcfg-enp0s8
  

• 类型

  # -X 按照后缀类型排序
  [demo@localhost ~]$ ll -X /home/demo
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 11 22:56 tmp
  -rwxrwxrwx 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:56 a.txt
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:56 b.txt
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:57 a.zip
  
  # -F 按照文件类型添加后缀
  [demo@localhost ~]$ ll -F /home/demo
  -rwxrwxrwx 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:56 a.txt*
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:57 a.zip
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup    0 Jul 11 22:56 b.txt
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 11 22:56 tmp/
  

3.2.3 Linux文件信息

• linux文件元数据信息

  linux文件可分为两部分，属性信息（元数据，meta data）和文本内容（data），用stat FILENAME 查看

  # 查看文件元数据
  $ stat ifcfg-enp0s8
    File: ‘ifcfg-enp0s8’
    Size: 327        Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  Device: fd00h/64768d Inode: 397582      Links: 1
  Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
  Access: 2023-07-12 00:31:46.378000000 +0800
  Modify: 2023-07-09 12:24:48.229000000 +0800
  Change: 2023-07-09 12:24:48.234000000 +0800
  Birth: -
  
  # 说明：
  atime：access time，访问时间
  mtime：modify time，修改时间
  ctime：change time，元数据修改时间
  

• 文件类型

  # 文本类型
  [demo@localhost network-scripts]$ file ifcfg-enp0s8
  ifcfg-enp0s8: ASCII text
  
  # 文件夹
  [demo@localhost ~]$ file /home/demo
  /home/demo: directory
  
  # 链接文件
  [demo@localhost bin]$ file /bin
  /bin: symbolic link to 'usr/bin'
  
  # 块设备
  [demo@localhost ~]$ file /dev/sda
  /dev/sda: block special
  

3.2.4 文件通配符

• 通配符是指采用特定的符号（元字符）来匹配特定的含义，用于过滤

  # * 表示任意个所有字符
  [demo@localhost ~]$ ls *.txt
  aa.txt  a.txt  bb.txt  b.txt  c.txt
  
  # ? 表示任意单个字符
  [demo@localhost ~]$ ls ?.txt
  a.txt  b.txt  c.txt
  
  # [] 表示列举出的任意一个字符
  [demo@localhost ~]$ ls [ac].txt
  a.txt  c.txt
  
  # [m-n] 表示给定范围的内的任意一个字符
  [demo@localhost ~]$ ls [a-c].txt
  a.txt  b.txt  c.txt
  
  # [^] 表示排除列举出字符的任意一个字符
  [demo@localhost ~]$ ls [^ac].txt
  b.txt
  
  [demo@localhost ~]$ ls [^ac][a-c].txt
  bb.txt
  

3.2.5 创建空文件与刷新时间

• 命令格式

  touch [OPTION]... FILE...
  
  # [OPTION]
    -a                     change only the access time
    -c, --no-create        do not create any files
    -m                     change only the modification time
  

• touch FILENAME：创建空文件 或 刷新时间

  # 查看文件
  [demo@localhost tmp]$ ll
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 65 Jul 12 23:30 exist.txt
  
  # 当文件不存在时，创建空文件
  [demo@localhost tmp]$ touch demo.txt
  [demo@localhost tmp]$ ll
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup  0 Jul 12 23:49 demo.txt
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 65 Jul 12 23:30 exist.txt
  
  # 当文件存在时，刷新文件时间，不改变文件内容（大小65未改变）
  [demo@localhost tmp]$ touch exist.txt 
  [demo@localhost tmp]$ ll
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup  0 Jul 12 23:49 demo.txt
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 65 Jul 12 23:57 exist.txt
  
  # 说明：touch FILE 创建文件比 > FILE更安全，当FILE存在时，不会改变文件内容
  

• touch常配合date生成日期空文件

  # 生成当天文件
  $ touch demo_`date +'%F'`.txt
  
  # 生成去年今天文件
  $ touch $(date -d "-1 year" +%F_%T).log
  
  # 结果
  $ ls
  2022-07-13_00:05:17.log  
  demo_2023-07-13.txt
  

3.2.6 复制文件和目录

• cp：命令格式

  Usage: cp [OPTION]... [-T] SOURCE DEST
          # 复制文件FILE，并重命名为DESTFILE
          cp FILE DESTFILE
          # 复制文件夹DIR，并重命名为DESTDIR，复制时需要加上-r递归选项
          cp -r /DIR /DEST/DESTDIR
  
    or:  cp [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
          # 复制文件FILE FILE2 到指定目录DIR下
          cp FILE FILE2 /DIR/
          # 复制目录下的所有文件，到指定目录DIR下，复制时需要加上-r递归选项
          cp -r /OLD/* /DIR/
  
    or:  cp [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...
          # 基本不用
  

• -a：保留元数据信息复制，等同于-dR --preserve=all

  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 0 Jul 14 01:45 source
  
  # 默认复制会更改文件元数据信息
  $ cp source dest
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 0 Jul 14 01:45 source
  -rw-r--r-- 1 root root      0 Jul 14 01:46 dest
  
  # -a 保留元数据信息复制(-a 等同于 -dR --preserve=all)
  $ cp -a source target
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 0 Jul 14 01:45 source
  -rw-r--r-- 1 demo demogroup 0 Jul 14 01:45 target
  

• -v：显示执行过程

  # -v 显示具体执行过程，多用于批量移动时
  [demo@localhost ~]$ cp -v DIR/* DEST/
  ‘DIR/a.txt’ -> ‘DEST/a.txt’
  ‘DIR/b.txt’ -> ‘DEST/b.txt’
  
  # -av 常用组合，保留所有元数据属性，批量显示执行过程复制
  $ cp -av DIR/* DEST/
  

• -d：保留链接属性

  # 源文件
  $ ll  /etc/grub2.cfg
  lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Jul  8 01:15 /etc/grub2.cfg -> ../boot/grub2/grub.cfg
  $ ll /boot/grub2/grub.cfg
  -rw-r--r--. 1 root root 4255 Jul  8 01:20 /boot/grub2/grub.cfg
  
  # -d 保留链接属性
  $ cp -d /etc/grub2.cfg ./grub2.cfg
  # 不加该参数时会把链接文件所指向的目标文件复制一份
  $ cp /etc/grub2.cfg ./grub1.cfg
  
  # 复制结果
  -rw-r--r-- 1 root root      4255 Jul 14 01:55 grub1.cfg
  lrwxrwxrwx 1 root root 22 Jul 14 01:55 grub2.cfg -> ../boot/grub2/grub.cfg
  

• -r 或 -R：递归复制

  [root@localhost demo]# ls
  DIR
  
  # 不加参数，复制文件夹不成功
  [root@localhost demo]# cp ./DIR ./
  [root@localhost demo]# cp ./DIR ./NEW-DIR
  cp: omitting directory ‘DIR’
  
  # -r 递归复制文件夹及其子文件，并重新命名
  [root@localhost demo]# cp -r ./DIR ./NEW-DIR
  
  # -r 递归复制文件夹及其子文件，到指定目录下（注意结尾有/）
  [root@localhost demo]# cp -r ./DIR ./NEW-DIR/
  [root@localhost demo]# ls
  DIR  NEW-DIR
  
  # -r 递归复制文件夹下的所以文件到指定目录
  [root@localhost demo]# cp -r ./DIR/* ./NEW-DIR/
  

• 其他选项

  -i   覆盖前提示，cnetos中cp定义了别名(alias cp='cp -i')，默认就有该参数
  -b   目标文件存在时，备份后进行覆盖
  -u   保留最新版本覆盖，复制时如果目标文件存在且版本较新不覆盖，否则覆盖
  

• 用法举例

  $ echo hello{,.zip}
  hello hello.zip
  
  # 备份时常用-a选项
  $ cp -a source{,.bak}
  
  # 每天生成日志
  $ cp -a source{,.`date +%F`.log}
  
  # 显示结果
  source  source.bak  source.2023-07-14.log
  

3.2.7 移动和重命名文件

• mv：命令格式

  mv [OPTION]... [-T] SOURCE DEST
      # 重命名文件：将FILE重命名为DESTFILE
      mv FILE DESTFILE
      # 重命名文件夹：将DIR移动到DEST目录下并重命名为DESTDIR  
      mv DIR/ DEST/DESTDIR
  
  mv [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
      # 移动文件FILE FILE2 到指定目录DIR下
      mv FILE FILE2 /DIR/
      # 移动目录下的所有文件，到指定目录DIR下
      mv  /OLD/* /DIR/
  
  mv [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...
      # 基本不用
  

• rename：命令格式

  rename [options] expression replacement file...
      # 将所有 TXT 后缀文件改为 LOG 后缀
      rename -v .TXT .LOG /home/demo/*.TXT
  

• mv 和 rename的区别

  # -v 显示具体执行过程，两个都有该参数
  
  # mv 移动（支持批量），重命名（不支持批量）
  # rename 重命名（支持批量），但不能移动
  
  
  # 批量移动 mv ，将DIR下的所有文件移动到DEST目录下
  [demo@localhost ~]$ mv -v DIR/* DEST/
  ‘DIR/a.TXT’ -> ‘DEST/a.TXT’
  ‘DIR/b.TXT’ -> ‘DEST/b.TXT’
  
  # 批量重命名 rename ，将所有 TXT 后缀文件改为 LOG 后缀
  [demo@localhost ~]$ rename -v .TXT .LOG DEST/*.TXT
  `DEST/a.TXT' -> `DEST/a.LOG'
  `DEST/b.TXT' -> `DEST/b.LOG'
  

3.2.8 删除文件

• rm：命令格式

  rm [OPTION]... FILE...
  # 删除FILE2 和 FILE3
  rm -i FILE2 FILE3
  

• -i：每次删除前提示

  # -i 选项最好设为别名，每次删除前都提示
  alias rm='rm -i'
  
  # 删除FILE开头，且每次删除前提示
  rm -i FILE*
  

• -f：删除前不提示（忽略不存在的文件和参数，从不提示）

• -r：递归删除目录及其子文件

  # -f 不能删除目录
  [demo@localhost ~]$ rm -f filedir/
  rm: cannot remove ‘filedir/’: Is a directory
  
  # -r 删除目录及其子文件，配合-i更安全，但是麻烦
  [demo@localhost ~]$ rm -ir filedir/
  rm: descend into directory ‘filedir/’? y
  rm: remove regular empty file ‘filedir/c.txt’? n
  rm: remove regular empty file ‘filedir/a.txt’? n
  rm: remove regular empty file ‘filedir/b.txt’? n
  rm: remove directory ‘filedir/’? n
  
  # -rf 危险操作，不提示 递归删除
  

• 含有特殊字符的文件删除

  # 创建含有特殊字符文件
  [demo@localhost ~]$ touch ./-foo
  [demo@localhost ~]$ touch -- -foo2
  -foo -foo2
  
  # 错误的删除
  rm -foo
  rm -foo2
  
  # 正确的删除，通过加路径的方式 或 通过--方式
  rm ./-foo 
  rm -- -foo2
  

• 大文件删除方式一（建议）

  # 模拟大文件：通过cp持续往文件中写入/dev/zero，假设结果文件bigfile.img为1G
  cp /dev/zero /boot/bigfile.img
  # 模拟大文件被占用：其他用户通过vim打开bigfile.img且尚未关闭
  vim /boot/bigfile.img
  
  # 通过cat将/dev/null替换写入大文件(注意不是追加)，达到清空该大文件的效果
  cat /dev/null > /boot/bigfile.img
  
  # 然后再删除该大文件
  rm /boot/bigfile.img
  
  # 此时空间被释放
  

• 大文件删除方式二（建议使用方式一）

  # 模拟大文件：通过cp持续往文件中写入/dev/zero，假设结果文件bigfile.img为1G
  cp /dev/zero /boot/bigfile.img
  # 模拟大文件被占用：其他用户通过vim打开bigfile.img且尚未关闭
  vim /boot/bigfile.img
  
  # 先使用rm删除，此时存储空间并不会释放，但文件已经不存在了
  rm /boot/bigfile.img
  
  # 通过lsof命令找到被删除的文件
  lsof | grep deleted 
  lsof | grep 'bigfile.img'
  # 配合w查看那个用户在执行什么进程
  w | grep 'vim /boot/bigfile.img'
  
  # 查看占用该文件的进程(假设进程号为1888)，是服务看能否重启，普通进程看能否杀掉
  kill -9 1888
  
  # 此时空间被释放
  

3.2.9 目录的创建和删除

• mkdir：命令格式

  mkdir [OPTION]... DIRECTORY...
      # 创建文件夹
      mkdir DIR1 DIR2
  
      # -v 创建文件夹的时候显示执行过程
      # -p 递归创建目标文件夹 及其 父目录(不存在时)
      mkdir -pv DIR/PARENT/DESTDIR
  
      # -m 创建时直接指定权限
  
      # 批量创建
      mkdir /data/mysql/{data,log,etc}
  

• tree:显示文件及文件夹

  # tree 非自带默认软件，有时需要手动安装
  
  # 显示目录下的所有文件及其文件夹
  tree /home/demo
  
  # -d 仅显示指定目录下的文件夹
  tree -d /home/demo
  

• rmdir：删除空文件夹

  # rmdir 只能删除空目录
  rmdir emptyDIR
  
  
  [demo@localhost ~]$ mkdir -pv a/b/c
  mkdir: created directory ‘a’
  mkdir: created directory ‘a/b’
  mkdir: created directory ‘a/b/c’
  
  # -p 递归删除空目录（先删除最内层，依次往外删除），遇到非空时终止
  [demo@localhost ~]$ rmdir -pv a/b/c
  rmdir: removing directory, ‘a/b/c’
  rmdir: removing directory, ‘a/b’
  rmdir: removing directory, ‘a’
  
  # 若b目录下存在b.txt则会删除失败终止，不再往外侧删除u
  rmdir: removing directory, ‘a/b’
  rmdir: failed to remove directory ‘a/b’: Directory not empty
  

3.3. Linux索引节点和链接

3.3.1 Linux索引节点

• 什么是inode

  Linux中的文件分为数据部分和元信息部分，其中储存文件元信息部分的区域就叫做索引节点(inode)。

  储存数据部分的区域叫做数据块(block)，每个块大小为4K，由8个连续的扇区组成，而扇区(Sector)是存储文件的最小单位，每个扇区大小为512字节

• inode的内容

  # 可以通过stat命令查看文件的inode内容，即元数据信息
  $ stat FILENAME
  
  inode由以下部分组成
    文件大小  
    文件类型
    inode节点号
    链接数 
    文件权限 
    文件属主  
    文件属组  
    文件时间： Access Modify Change  
    文件数据块位置 
  

• inode节点号

  linux中每个分区管理各自的节点编号，各个分区互不影响。同一分区中节点编号相同，则必然指向同一数据块

  # 查看各个分区的节点编号使用情况
  [demo@localhost ~]$ df -i
  Filesystem              Inodes IUsed  IFree IUse% Mounted on
  /dev/mapper/centos-root 655360 30150 625210    5% /
  /dev/sda1                76912   335  76577    1% /boot
  /dev/mapper/centos-home 504928    26 504902    1% /home
  
  # 查看具体文件的节点号
  [demo@localhost ~]$ ll -i file.txt 
  260623 -rw-r--r-- 1 demo demogroup 21 Jul 18 23:36 file.txt
  
  # 查看具体文件的节点号
  [demo@localhost ~]$ stat file.txt 
  File: ‘file.txt’
  Size: 21         Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
  Device: fd02h/64770d Inode: 260623      Links: 1
  Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: ( 1001/    demo)   Gid: ( 1001/demogroup)
  Access: 2023-07-18 23:36:17.725000000 +0800
  Modify: 2023-07-18 23:36:17.725000000 +0800
  Change: 2023-07-18 23:36:17.725000000 +0800
  Birth: -
  

• 磁盘空间问题

  # 新建文件时，提示磁盘空间不足，No space left on device
  
  # 排查磁盘存储空间是否已满
  $ df -h
  
  # 排除inode节点编号是否已用完
  $ df -i
  

3.3.2 硬链接

• 文件访问的过程

  Linux中以节点号来区分文件，用户通过文件名访问文件时，Linux操作系统会根据文件名获取节点编号，再由inode找到其对应的数据块，从而访问文件内容。
  文件名称只是便于用户访问文件的途径，节点编号才是文件的唯一标识。

• 硬链接的含义

  硬链接的本质就是同一个inode编号（同一个文件）拥有不同的文件名，文件名的个数就是该文件的链接数

• 硬链接的创建

  # 命令格式
  ln TARGET LINK_NAME
  
  # TARGET文件指向inode编号为260623的数据块，此时链接数为1
  $ ll -i /home/demo/TARGET 
  260623 -rw-r--r-- 1 demo demogroup 21 Jul 18 23:36 TARGET
  
  # 创建硬链接文件
  $ ln /home/demo/TARGET /home/demo/hardlink/LINK_NAME
  
  # LINK_NAME文件也指向inode编号为260623的数据块，此次链接数为2
  $ ll -i /home/demo/TARGET hardlink/LINK_NAME 
  260623 -rw-r--r-- 2 demo demogroup 21 Jul 18 23:36 hardlink/LINK_NAME
  260623 -rw-r--r-- 2 demo demogroup 21 Jul 18 23:36 TARGET
  # 文件大小，权限，内容都一样，就是同一份文件，无论使用哪个文件名去修改该数据块，另一个文件名查看也随之发生改变
  
  # 删除文件，无论是TARGET还是LINK_NAME都会导致链接数减少，但是相互之间不影响，删除一个通过另一个文件名仍可以访问该数据块。（都删了呢）
  $ rm /home/demo/TARGET
  $ rm /home/demo/hardlink/LINK_NAME
  

• 硬连接的局限性

  # 不能跨分区创建硬链接，因为硬连接本质是指向同一inode编号的数据块，而inode是以分区管理的(/和/home不在一个分区)
  [demo@localhost ~]$ ln /home/demo/TARGET /LINK_NAME
  ln: failed to create hard link ‘/LINK_NAME’ => ‘/home/demo/TARGET’: Invalid cross-device link
  
  # 不能为文件夹创建硬链接
  [demo@localhost ~]$ ln /home/demo/hardlink /home/link
  ln: ‘/home/demo/hardlink’: hard link not allowed for directory
  

3.3.3 软链接

• 软链接的含义

  软链接是指向源文件的链接类型文件，与源文件是两个不同的文件（inode编号与源文件不同），需要通过源文件才能访问数据块

• 软链接的命令格式

  # 命令格式
  $ ln -s TARGET LINK_NAME
  $ ln -s SOURCE_DIR LINK_DIR
  
  # 软链接支持跨分区创建，(/和/home不在一个分区)
  ln -s /home/demo/TARGET /LINK_NAME
  
  # 支持为文件夹创建软链接
  ln -s /home/demo/source_dir /linkdir
  

• 软链接的创建

  # TARGET的inode编号：260623，链接数为1
  $ ll -i /home/demo/TARGET 
  260623 -rw-r--r-- 1 demo demogroup 21 Jul 18 23:36 TARGET
  
  # 创建软链接文件
  [demo@localhost ~]$ ln -s /home/demo/TARGET /home/demo/softlink/LINK_NAME
  
  # LINK_NAME的inode编号：260624，链接数为1，文件类型为链接文件
  [demo@localhost ~]$ ll -i /home/demo/TARGET /home/demo/softlink/LINK_NAME
  260624 lrwxrwxrwx 1 demo demogroup 17 Jul 19 23:02 /home/demo/softlink/LINK_NAME -> /home/demo/TARGET
  260623 -rw-r--r-- 1 demo demogroup 21 Jul 18 23:36 /home/demo/TARGET
  
  # 链接文件需要通过源文件才能访问，当源文件删除时，链接文件存在但是不能访问
  [demo@localhost ~]$ rm /home/demo/TARGET
  [demo@localhost ~]$ ll -i /home/demo/TARGET /home/demo/softlink/LINK_NAME
  260624 lrwxrwxrwx 1 demo demogroup 17 Jul 19 23:02 /home/demo/softlink/LINK_NAME -> /home/demo/TARGET
  [demo@localhost ~]$ cat /home/demo/softlink/LINK_NAME
  cat: /home/demo/softlink/LINK_NAME: No such file or directory
  

• 软链接的适用场景

  # 模拟应用不同版本
  [demo@localhost ~]$ mkdir app-v{1..3}.0
  
  # 创建1.0版本的软链接（不建议使用相对路径）
  [demo@localhost ~]$ ln -s app-v1.0 app
  lrwxrwxrwx 1 demo demogroup    8 Jul 19 23:20 app -> app-v1.0
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 app-v1.0
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 app-v2.0
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 app-v3.0
  
  # 改为3.0版本的软链接，创建软链接建议使用绝对路径
  [demo@localhost ~]$ rm app
  [demo@localhost ~]$ ln -s /home/demo/app-v3.0 /home/demo/app
  lrwxrwxrwx 1 demo demogroup   19 Jul 19 23:20 app -> /home/demo/app-v3.0
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 app-v1.0
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 app-v2.0
  drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 app-v3.0
  
  [demo@localhost ~]$ ll -id /home/demo/app-v3.0 /home/demo/app
  260617 lrwxrwxrwx 1 demo demogroup   19 Jul 19 23:20 /home/demo/app -> /home/demo/app-v3.0
  260616 drwxr-xr-x 2 demo demogroup 4096 Jul 19 23:18 /home/demo/app-v3.0
  

3.4. 标准I/O重定向和管道

3.4.1 文件描述符与标准I/O

• 文件描述符

  Linux系统中一切皆为文件，这其中就包括键盘、显示器这些设备文件。为了表示已经打开的文件，Linux会为每个文件分配一个编号（从0开始），这个编号就被称为文件描述符（File Descriptor）
  可参考该链接Linux文件描述符到底是什么进行深入了解

• 标准I/O

  Linux中会为每个进程默认打开3个文件(占用3个文件描述符)，分别对应0:STDIN 标准输入、1:STDOUT 标准输出、2:STDERR 标准错误

  # 标准I/O及其对应的文件描述符
  [demo@localhost ~]$ ll /dev/std*
  lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jul 20 22:56 /dev/stderr -> /proc/self/fd/2
  lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jul 20 22:56 /dev/stdin -> /proc/self/fd/0
  lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jul 20 22:56 /dev/stdout -> /proc/self/fd/1
  
  # 查看文件描述符所属进程
  [demo@localhost ~]$ ll /proc/self/fd/[0-2]
  lrwx------ 1 demo demogroup 64 Jul 20 22:58 /proc/self/fd/0 -> /dev/pts/0
  lrwx------ 1 demo demogroup 64 Jul 20 22:58 /proc/self/fd/1 -> /dev/pts/0
  lrwx------ 1 demo demogroup 64 Jul 20 22:58 /proc/self/fd/2 -> /dev/pts/0
  
  # pts/0就是当前登录终端
  [demo@localhost ~]$ tty
  /dev/pts/0
  

3.4.2 I/O重定向

• I/O重定向的含义

  stdin默认接收当前终端的输入，stdout与stderr默认输出到当前终端，
  重定向就是读取其他设备/文件的输入、输出到其他设备/文件（不使用当前终端的默认的输入输出）。
  包括stdin重定向、stdout重定向、stderr重定向

• stdout/stderr重定向到不同文件

  #  >  stdout(输出)重定向
  $ tty > tty.out
  [demo@localhost ~]$ cat tty.out 
  /dev/pts/0
  
  # 1>  stdout(输出)重定向
  $ hostname 1> hostname.out
  [demo@localhost ~]$ cat tty.out
  localhost.localdomain
  
  # 2> stderr(错误)重定向
  $ rmdir tty.out 2> rmdir.err
  [demo@localhost ~]$ cat rmdir.err 
  rmdir: failed to remove ‘tty.out’: Not a directory
  
  # 输出和错误重定向不同文件
  $ ls /home/out /home/err > out.txt 2> err.txt
  

• stdout/stderr重定向到同一文件

  # 推荐使用
  $ ls /home/out /home/err &> /home/all.log 
  
  $ ls /home/out /home/err > /home/all.log 2>&1
  
  $ ls /home/out /home/err 2> /home/all.log 1>&2
  
  

• 重定向的覆盖和追加

  # > 是覆盖重定向，>>是追加重定向
  
  # 利用/dev/null和 > 隐藏输出结果
  $ yum -y install vim &> /dev/null
  
  # 利用/dev/null和 > 覆盖大文件
  $ cat /dev/null > /data/bigfile.log
  

• stdin重定向

  输入重定向，将原本从终端读取键盘输入改为读取其他文件输入

  # 命令格式
  $ CMD < FILENAME
  

• 多行重定向

  $ cat > wait.txt
  # 该命令cat会等待键盘输入
  # 然后重定向到wait.txt文件
  # 注意，一次回车就写入一次
  
  # <<EOF表示多行输入开始，EOF表示结束，且必须位于行首
  [demo@localhost ~]$ cat > file.txt <<EOF
  > this is a stdout redirect.
  > fisrt,cat commond wait stand input <<KEYWORD means muli line input begin,end of KEYWORD
  > then,cat should show in terminal,but > redirect to file.txt
  > so,this is stdout redirect.
  > hahaha,zhong shi ying yu yyds
  > EOF
  

3.4.3 标准输入字符的转换和删除

• tr 转换或删除输入字符

  # 命令格式
  tr source_str dest_str STDIN
  
  # tr将数字转换为字母
  [demo@localhost ~]$ tr '123' 'abc'
  1234567
  abc4567
  
  # 源字段没有对应的转换字符时，默认使用目标字段的最后一个字符
  [demo@localhost ~]$ tr '12345' 'abc'
  1234567
  abccc67
  
  # 字符小写转换为大写
  [demo@localhost ~]$ tr 'a-z' 'A-Z'
  adjsigs
  ADJSIGS
  
  # -d 删除指定字符
  [demo@localhost ~]$ tr -d 'ad'
  abcdef
  bcef
  
  # -s 将指定连续重复字符去重
  [demo@localhost ~]$ tr -s 'a'
  aaaaabbbcddaaaaae
  abbbcddae
  

• tr 实际应用

  [demo@localhost ~]$ df
  Filesystem              1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
  /dev/mapper/centos-root  10190100 1408972   8240456  15% /
  /dev/sda1                  289285   95772    174057  36% /boot
  /dev/mapper/centos-home   7815344   35532   7359768   1% /home
  # 将多余空格转换为一个空格
  [demo@localhost ~]$ df | tr -s ' '
  Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
  /dev/mapper/centos-root 10190100 1408972 8240456 15% /
  /dev/sda1 289285 95772 174057 36% /boot
  /dev/mapper/centos-home 7815344 35532 7359768 1% /home
  

3.4.4 管道

• | 的使用

  # 命令格式
  STDOUT CMD | STDIN CMD
  
  # 将前一个命令的标准输出 作为 后一个命令的标准输入
  [demo@localhost home]$ hostname | tr 'a-z' 'A-Z'
  LOCALHOST.LOCALDOMAIN
  
  # 前一个命令必须有标准输出，cd命令没有，执行结果无意义
  [demo@localhost home]$ cd demo | tr 'a-z' 'A-Z'
  
  # 后一个命令必须能接收标准输入(不能是参数),echo和pwd都不能接受标准输入
  [demo@localhost home]$ hostname | echo
  
  [demo@localhost home]$ hostname | pwd
  /home
  

• tee 将标准输入，同时重定向到终端和文本

  # 命令格式
  tee [OPTION]... [FILE]... STDIN
  
  # 将stdin.file的内容作为tee的输入，重定向到终端和out.txt中
  [demo@localhost ~]$ tee out.file < stdin.file 
  this is stdin.file content
  as stdin of tee command
  
  # tee -a 以追加的方式重定向至文本，并在屏幕上打印
  [demo@localhost ~]$ hostname | tee -a out.file 
  localhost.localdomain
  
  [demo@localhost ~]$ cat out.file 
  this is stdin.file content
  as stdin of tee command
  localhost.localdomain