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linux中文件属性

运维开发网 https://www.qedev.com 2020-03-11 09:11 出处:网络
一. linux系统如何管理文件   1.1. 硬盘中的静态文件和inode     a. 文件平时都在存放在硬盘中的,硬盘中存储的文件以一种固定的形式存放的,我们叫静态文件。    b. 一块硬盘中可以

一. linux系统如何管理文件

  1.1. 硬盘中的静态文件和inode

    a. 文件平时都在存放在硬盘中的,硬盘中存储的文件以一种固定的形式存放的,我们叫静态文件。

    b. 一块硬盘中可以分为两大区域:一个是硬盘内容管理表项,另一个是真正存储内容的区域。操作系统访问硬盘时是先去读取硬盘内容管理表,从中找到我们要访问的那个文件的扇区级别的信息,然后再用这个信息去查询真正存储内容的区域,最后得到我们要的文件。

    c. 操作系统最初拿到的信息是文件名,最终得到的是文件内容。第一步就是去查询硬盘内容管理表,这个管理表中以文件为单位记录了各个文件的各种信息,每一个文件有一个信息列表(我们叫inode,i节点,其实质是一个结构体,这个结构体有很多元素,每个元素记录了这个文件的一些信息,其中就包括文件名、文件在硬盘上对应的扇区号、块号那些东西·····)

    PS:硬盘管理的时候是以文件为单位的,每个文件一个inode,每个inode有一个数字编号,对应一个结构体,结构体中记录了各种信息。

    PS:联系平时实践,大家格式化硬盘(U盘)时发现有:快速格式化和底层格式化。快速格式化非常快,格式化一个32GB的U盘只要1秒钟,普通格式化格式化速度慢。这两个的差异?其实快速格式化就是只删除了U盘中的硬盘内容管理表(其实就是inode),真正存储的内容没有动。这种格式化的内容是有可能被找回的。

  1.2. 内存中被打开的文件和vnode

    1.2.1. 一个程序的运行就是一个进程,我们在程序中打开的文件就属于某个进程。每个进程都有一个数据结构用来记录这个进程的所有信息(叫进程信息表),表中有一个指针会指向一个文件管理表,文件管理表中记录了当前进程打开的所有文件及其相关信息。文件管理表中用来索引各个打开的文件的index就是文件描述符fd,我们最终找到的就是一个已经被打开的文件的管理结构体vnode

    1.2.2. 一个vnode中就记录了一个被打开的文件的各种信息,而且我们只要知道这个文件的fd,就可以很容易的找到这个文件的vnode进而对这个文件进行各种操作。

二. Linux中各种文件类型

  2.1. 普通文件(- regular file)

    (1)文本文件。文件中的内容是由文本构成的,文本指的是ASCII码字符。文件里的内容本质上都是数字(不管什么文件内容本质上都是数字,因为计算机中本身就只有1和0),而文本文件中的数字本身应该被理解为这个数字对应的ASCII码。常见的.c文件, .h文件 .txt文件等都是文本文件。文本文件的好处就是可以被人轻松读懂和编写。所以说文本文件天生就是为人类发明的。

    (2)二进制文件。二进制文件中存储的本质上也是数字,只不过这些数字并不是文字的编码数字,而是就是真正的数字。常见的可执行程序文件(gcc编译生成的a.out,arm-Linux-gcc编译连接生成的.bin)都是二进制文件。

    (3)对比:从本质上来看(就是刨除文件属性和内容的理解)文本文件和二进制文件并没有任何区别。都是一个文件里面存放了数字。区别是理解方式不同,如果把这些数字就当作数字处理则就是二进制文件,如果把这些数字按照某种编码格式去解码成文本字符,则就是文本文件。

    (4)我们如何知道一个文件是文件文件还是二进制文件?在linux系统层面是不区分这两个的(譬如之前学过的open、read、write等方法操作文件文件和二进制文件时一点区别都没有),所以我们无法从文件本身准确知道文件属于哪种,我们只能本来就知道这个文件的类型然后用这种类型的用法去用他。有时候会用一些后缀名来人为的标记文件的类型。

    (5)使用文本文件时,常规用法就是用文本文件编辑器去打开它、编辑它。常见的文本文件编辑器如vim、gedit、notepad++、SourceInsight等,我们用这些文本文件编辑器去打开文件的时候,编辑器会read读出文件二进制数字内容,然后按照编码格式去解码将其还原成文字展现给我们。如果用文本文件编辑器去打开一个二进制文件会如何?这时候编辑器就以为这个二进制文件还是文本文件然后试图去将其解码成文字,但是解码过程很多数字并不对应有意义的文字所以成了乱码。

    (6)反过来用二进制阅读工具去读取文本文件会怎么样?得出的就是文本文字所对应的二进制的编码。

  2.2. 目录文件(d directory)

    (1)目录就是文件夹,文件夹在Linux中也是一种文件,不过是特殊文件。用vi打开一个文件夹就能看到,文件夹其实也是一种特殊文件,里面存的内容包括这个文件的路径,还有文件夹里面的文件列表。

    (2)但是文件夹这种文件比较特殊,本身并不适合用普通的方式来读写。Linux中是使用特殊的一些API来专门读写文件夹的。

  2.3. 字符设备文件(c character)

  2.4. 块设备文件(b block)

    (1)设备文件对应的是硬件设备,也就是说这个文件虽然在文件系统中存在,但是并不是真正存在于硬盘上的一个文件,而是文件系统虚拟制造出来的(叫虚拟文件系统,如/dev /sys /proc等)

    (2)虚拟文件系统中的文件大多数不能或者说不用直接读写的,而是用一些特殊的API产生或者使用的,具体在驱动阶段会详解。

  2.5. 管道文件(p pipe)

  2.6. 套接字文件(s socket)

  2.7. 符号链接文件(l link)

三. 常用文件属性获取

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[email protected]:/mnt/hgfs/windows_share/baseC/APPNet# stat test.txt 
  File: ‘test.txt’
  Size: 0             Blocks: 0          IO Block: 1024   regular empty file
Device: 1ah/26d    Inode: 116117      Links: 1
Access: (0777/-rwxrwxrwx)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2018-11-15 06:14:47.795103500 -0800
Modify: 2018-11-15 06:14:47.795103500 -0800
Change: 2018-11-15 06:14:47.795103500 -0800
 Birth: -
[email protected]:/mnt/hgfs/windows_share/baseC/APPNet# 
View Code

  3.1. stat、fstat、lstat函数简介

    (3)Linux命令行下还可以去用stat命令去查看文件属性信息,实际上stat命令内部就是使用stat系统调用来实现的。(4)stat这个API的作用就是让内核将我们要查找属性的文件的属性信息结构体的值放入我们传递给stat函数的buf中,当stat这个API调用从内核返回的时候buf中就被填充了文件的正确的属性信息,然后我们通过查看buf这种结构体变量的元素就可以得知这个文件的各种属性了。(5)fstat和stat的区别是:stat是从文件名出发得到文件属性信息结构体,而fstat是从一个已经打开的文件fd出发得到一个文件的属性信息。所以用的时候如果文件没有打开(我们并不想打开文件操作而只是希望得到文件属性)那就用stat,如果文件已经被打开了然后要属性那就用fstat效率会更高(stat是从磁盘去读取文件的,而fstat是从内存读取动态文件的)。(6)lstat和stat/fstat的差别在于:对于符号链接文件,stat和fstat查阅的是符号链接文件指向的文件的属性,而lstat查阅的是符号链接文件本身的属性。

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