初学Linux之熟悉文件系统

为了大家能够理解文件系统，我们可以将计算机的文件系统类比成一个图书馆，文件本身可以成图书馆的各种繁多的书籍。图书馆的数，都是有类别和编号的，也有书架和区域。我们找一本数，先确认这个数是哪个类别的，通过类别，找到在图书馆的区域位置，找到书架，在通过编号查找书籍所在的位置。同样的，Linux系统里的文件也是这样的，在唯一的根目录下，会有不同的目录文件，目录文件中又包含不同的目录和文件，这种倒置的数状结构，就是我们要了解的文件系统。

一、文件系统结构元素

Linux文件系统是从唯一的根目录开始的，在没有任何的更改的情况下，系统默认创建好以下一级目录：

1、/boot：是存放系统引导启动时，要加载的静态文件、内核和ramdisk及grub等；

2、/bin：存放系统自身启动和运行时会用到的核心二进制程序，不能独立关联分区；

3、/sbin：管理类基本命令，不能独立关联分区，系统启动会用到的程序；

4、/lib：存放系统启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件；

5、/lib64:专用于×86_64系统上的辅助共享库文件的存放位置；

6、/etc：存放系统配置文件的目录；

7、/home：存放各个普通用户家目录的目录文件；

8、/root：管理员的家目录；

9、/media：系统便携式移动设备的（挂载）目录；

10、/mnt：临时文件系统（挂载）目录；

11、/dev：所有设备文件和特殊文件存储位置；

12、/opt：第三方应用程序的安装目录；

13、/srv：系统上运行的服务用到的数据；

14、/tmp：临时文件存储位置；

15、/usr：UNIX操作系统软件资源存放位置

（bin，sbin，lib，lib64，etc，share）

16、/var:经常发生变化的文件存放的位置

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

17、/proc：用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统；

18、/sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统；

19、selinux：相关的安全策略等信息的存储位置；

以上目录都是系统默认建立的，正常情况下，不可删除，防止系统启动和运行的故障。这些目录中，普通用户访问时用到的是/home 目录，/root目录是系统管理员的家目录。知道了基本的文件目录后，那我们使用的系统应用程序都用到哪些目录呢？下面的文件路径就是了。

二进制程序：/bin  ，/sbin，/usr/bin ，/usr/sbin，/usr/local/bin，/usr/local/sbin；

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

配置文件：/etc，/etc…. ，/usr/local/etc；

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

“图书馆”的区域和书架都已经划分好了，如何区分不同类别的书籍呢？Linux系统中的纯文字是无法直接凸显的，所用到的方法是，在文件名上，显示不同的颜色，可以做到一目了然。文件类型和颜色对应如下：

列表显示的开头第一个字母是文件的类型。

-（f）：普通文件–白色

d      ：目录文件–蓝色

b      ：块设备 –黄色

c      ：字符设备–黄色

l       ：符号链接文件–浅蓝色（失效后会红色闪烁）

p      ：管道文件–暗黄色

s       ：socket–粉红色

现在我们已经知道了文件系统的基本结构和文件的类型，我们接着可以尝试进入不同的目录，查看目录下的文件和文件信息。登陆进入系统，用户的初始位置是在自己的家目录（~），会在字符输入界面的命令提示符的最右显示。也可以通过 pwd 命令，在屏幕中输出自己的目录路径。               

若是我们需要移动到其他的目录，只要通过 cd 命令即可，可以先尝试改变到根目录下，到了更根目录下，我们可以通过 ls 命令查看根目录下存在的目录和文件，若是目录，还可以通过cd 命令进行转移。若是已经知道了目录的顺序，直接输入目录的绝对路径，可以一个 cd命令到指定的目录下。当然也可以使用相对当前目录的路径（相对路径），将上级目录之前的目录路径省略，转移到指定目录。

这里查看到的都是非隐藏的文件，Linux文件系统对文件命令有如下的规则：1、文件命令最长255个字节；2、包括路径在内文件名称最长4095个字节；3、除了斜杠（/）和NUL，所有的字符都是可以作为文件名的。（不推荐）；4、文件名大小写敏感；5、所有 文件名是“.”开头的文件都是隐藏文件。

二、文件的创建和查看

2、ls 命令也可以使用绝对路径和相对路径作为参数，直接查看指定目录下的文件信息。其中 ls  -a  [目录路径]  列出所有文件（包括隐藏文件）。-l 可以列表显示更多额外信息，-R可以查看当前目录下所有层级目录的文件。具体更多的用法，我们可以查看帮助文档。

另外，文件名可以使用文件通配符（glob）目录查询显示。man 7 glob  可以查询通配符的使用方法，这边不多做描述。

2、创建文件，可以使用touch 命令，若是创建时，只有文件名，没有指定之前的目录，这个命令默认是在当前目录下创建，若是指定的目录不存在，则无法创建。若是文件存在，会刷新文件的时间信息。文件的时间信息可以使用 stat 命令显示。

access time  访问时间，读取文件内容会改变   （atime）

modify time  修改时间，改名文件中存储的数据（mtime）

change time  改变时间，文件大小，类型等信息发生改变（ctime）

3、创建目录可以使用mkdir 这个命令，其中 mkdir -p 在创建不存在的目录时，可以省略系统的提醒，直接生成对应的目录文件。

三、文件删除、复制、移动等操作

1、文件删除：rm

rm命令会将文件直接删除，这是个很危险的操作，删除的文件时无法恢复的，所以系统已经通过别名的方法，将这个命令，更改为 rm -i ，使rm 命令成为交互的，在删除文件前，系统会询问用户是否删除。确认后会删除。

常用的选项： -f  强制删除 ，不提醒；  -r ：递归性 ； 可以使用文件通配符

2、文件复制：cp

cp可以实现文件的复制，可以作为文件备份的一种方法，具体的用法如下：

cp [OPTION]… [-T] SOURCE（源） DEST （目标文件）

cp [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY （目录）

cp [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE… （省略号代表多个）

cp SRC（源） DEST

cp 命令常用的选项： -av选项一般比较常用。

-i：覆盖前提示

-n:不覆盖，注意两者顺序 

-r, -R: 递归复制目录及内部的所有内容 

-a: 归档，相当于-dR –preserv=all 

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

-v: –verbose 

-f: –force 

-u:–update 只复制源比目标更新文件或目标不存在的文件 

–backup=numbered 目标存在，覆盖前先备份加数字后缀

-d：–no-dereference –preserv=links 不复制原文件， 只复制链接名 

–preserv[=ATTR_LIST] mode: 权限

ownership:    属主属组

timestamp: links ,xattr, context, all

3、移动mv（改名）

mv [OPTION]… [-T] SOURCE DEST 

mv [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY 

mv [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE…

常用选项 -i：交换式，文件名出现重复时，移动或者改名，会进行提示。

-f：强制，不进行提示。

rm和mv 系统已经自动进行别名，通过 alias 命令可以查看。

四、其他文件系统的操作命令

tree  命令 可以用树状图的形式显示当前目录下的文件和目录的结构，可以对当前目录的情况做到一目了然。

rmdir 命令是删除目录的命令，也可以配合 -p选项进行删除，但是删除的是空目录，若是有一个文件，则无法删除。

以上命令的具体使用方法，我们都可以通过帮助文档查询到详细的信息，这里不再赘述。

五、软链接和硬链接

提到软链接和硬链接，我们需要了解 inode 这个概念。系统中的文件是存储在磁盘中的，计算机读取硬盘的最小单位是一个“块”（block），大小是4kb。有的文件是不止占用一个“块”的，无法达到快速访问数据本身外的信息，所以需要将文件内容本身外的元数据信息以节点（本身会小巧）的方式单独的存储在一个专门的区域。这个区域就是inode ，中文名称为“索引节点”。inode 包含文件的元数据信息，具体内容如下：

（1）文件类型，权限，UID，GID；

（2）链接数（指向这个文件名路径名称个数）；

（3）该文件的大小和不同的时间戳 ；

（4）指向磁盘上文件的数据块指针 ；

（5）有关文件的其他数据；

inode 使用信息可以使用 df  -i 命令查看（df 本身是查看磁盘空间使用信息的命令），目录中的文件，就是通过文件名，引用的inode号， 一个目录是目录下的文件名和文件inode号之间的映射。一般 inode 表会占用磁盘空间的12.8%，若是inode已经被用光，但是磁盘还有空间，这种情况下，也是无法继续存储文件的。需要清理inode表。

1、硬链接
 创建硬链接会增加额外的记录项以引用文件 ，对应于同一文件系统上一个物理文件 ， 每个目录引用相同的inode号 ，在创建时链接数递增 ，而删除文件时： rm命令递减计数的链接，文件要存在，至少有一个链接数 ，当链接数为零时，该文件被删除。注意硬链接不能跨越驱动器或分区 。

语法: ln    filename   [linkname ]

2、软连接

一个软链接指向的是另一个文件 ，软连接的文件类型和原来的是不同的。 ls – l 是显示链接的名称和引用的文件 ，而一个符号链接的内容是它引用文件的名称 。软链接可以对目录进行设置，也可以跨分区。实际上，软连接指向的是另一个文件的路径；其大小为指向的路径字符串的 长度；创建或者删除一个文件的软链接不增加或减少目标文件inode的引用计数。

语法： ln -s filename [linkname]