15、UNIX文件系统解析与磁盘空间统计

UNIX文件系统解析与磁盘空间统计

1. 收集文件系统信息的方法

在某些情况下，我们需要收集单个文件系统中所有文件的大量信息，例如进行磁盘空间统计，为每个用户使用的磁盘空间计费。一种常见的方法是读取顶级目录（文件系统挂载点），然后递归遍历其所有子目录。然而，这种方法效率极低，因为它需要大量的操作系统开销来确定每个目录项的类型（文件、目录、符号链接等），并打开文件系统中的每个目录。

为了提高效率，通常最好直接从磁盘读取信息，而不通过文件系统。这需要解读存储在磁盘上用于跟踪文件系统的数据结构，有时还需要读取文件系统中存储的文件的实际数据块。

2. 磁盘术语

在介绍文件系统如何布局在磁盘上之前，需要了解一些磁盘驱动器相关的术语：
- 磁盘驱动器 ：通常由两部分组成，磁盘组（用于存储实际数据）和用于在磁盘组和其他设备之间传输数据的硬件。
- 磁盘组 ：由多个盘片组成，盘片类似于留声机唱片，相互堆叠且中间有间隙。每个盘片通常有两个可记录信息的表面，但顶部和底部盘片的外表面不使用。
- 读写头 ：每个磁盘组表面都有一个读写头，读写头可以从磁盘组边缘向中心移动，通常磁盘驱动器中的所有读写头会作为一个整体移动。
- 磁道 ：在读写操作期间，读写头在盘片的特定部分保持静止，而磁盘组高速旋转。单个静止读写头可以读写的区域称为磁道，磁道是同心圆。
- 柱面 ：所有盘片表面上同时位于读写头下方的磁道集合称为柱面。
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