摘要
- 文件系统的基本组成
- 虚拟文件系统
文件系统的基本组成
文件系统的作用是？
文件系统就是将用户的文件保存到磁盘中。
文件系统的基本 数据单位 是？
文件，在Linux中一切皆文件，普通的文件和目录、块设备、管道和Socket都是交给文件系统管理。
文件的数据结构是？
- 索引节点（inode）：记录文件的原信息，比如inode编号、文件大小、访问权限、创建时间、修改时间以及数据在磁盘中的位置等等。索引节点与文件一一对应，是文件的唯一标识，会被存储在磁盘中，为了加速访问，也会加载到内存中。
- 目录项（dentry）：记录文件的名字、索引节点的指针以及和其他目录项的层级关系。目录项是由内核维护的一个数据结构，只存放于内存中。
目录项和目录的区别是？
- 目录是个文件，持久化存储在磁盘
- 目录项是内核的一个数据结构，读过的目录用目录项缓存在内存中，下次读取到相同目录时可以直接从内存中获取
磁盘读写的单位是？
扇区，每个扇区的大小为512B。
逻辑块的作用？
文件系统将多个扇区组成一个逻辑块（读写的最小单位），Linux中每个逻辑块的大小为4KB，也就是一次性读写8个扇区，提高磁盘的读写效率。
磁盘的存储区域划分？
- 超级块：存储文件系统的详细信息，比如块个数、块大小、空闲块等
- 索引节点区：存储索引节点
- 数据块区：用来存储文件或目录数据
为了加速文件的访问，超级块和索引节点区会被加载到内存，但只有在使用的时候才会将其加载到内存中：
- 超级块：当文件系统挂载时进入内存
- 索引节点区：当文件访问时进入内存
虚拟文件系统
为什么需要虚拟文件系统？
文件系统种类繁多，但操作系统希望对用户提供一个统一的接口，因此在用户层和文件系统层之间引入虚拟文件系统这个中间层。
文件系统的分类？
- 磁盘的文件系统：直接把数据存储在磁盘中，比如Ext 2/3/4，XFS等
- 内存的文件系统：这类文件系统的数据占用内存空间，比如/proc和/sys文件系统都属于这一类，读写这类文件，实际上是读写内核中的相关数据
- 网络的文件系统：用来访问其他计算机数据的文件系统，比如 NFS 、SMB等
文件系统必须挂载到某个目录才可以正常使用， Linux 系统在启动时，会把文件系统挂载到根目录下。
