5、虚拟文件系统（VFS）的数据结构解析

虚拟文件系统（VFS）的数据结构解析

1. Inode结构与使用

1.1 Inode指针的优势

文件系统针对不同大小的文件会采用不同的间接块。较小文件使用单级间接块，较大文件则切换到两级间接块。使用间接inode指针有诸多好处：
- 无需为大文件进行连续存储分配，使文件系统能有效处理大文件。
- 按需为文件分配块，而非预先保留大量空间，提高了空间利用率。

每个inode通常有12个直接块指针、1个单间接块指针、1个双间接块指针和1个三间接块指针。

1.2 文件系统是否会耗尽Inode

虽然文件系统通常有几百万个inode可用，但耗尽inode的情况理论上是可能的。一旦耗尽，即使磁盘还有空闲空间，文件系统也无法创建新文件。而且文件系统创建后，inode数量无法扩展，此时备份是唯一选择。可以使用 df -Thi 命令检查已挂载文件系统的inode使用情况。

1.3 Inode的关键信息总结

• 除元数据外，inode还保存文件在物理磁盘上的存储位置信息，通过直接和间接指针跟踪文件物理位置。
• inode存储在磁盘上的文件系统结构的inode表中，打开文件时，对应的inode会加载到内存。
• 对于只在内存中生成内容的文件系统（如procfs和sysfs），其inode仅存在于内存。
• inode存储文件大量元数据，但不包含文件名和文件内容。
• inode使用15个指针跟踪文件在磁盘上的数据块，前12个为直接指针，最大可寻址48KB文件，其余三个提供单