3、Linux文件系统与进程管理深度解析

Linux文件系统与进程管理深度解析

1. 文件系统基础

1.1 inode

inode是文件系统中的重要概念，每个文件都有一个与之关联的inode，它被分配一个唯一的数值，称为inode编号，常缩写为i - number或ino。inode存储了与文件相关的元数据，如修改时间戳、所有者、类型、长度以及文件数据的磁盘位置，但不包含文件名。inode既是Unix风格文件系统磁盘上的物理对象，也是Linux内核中由数据结构表示的概念实体。

1.2 目录与链接

• 目录的作用 ：通过inode编号访问文件既麻烦又存在安全隐患，因此用户空间总是通过文件名来打开文件。目录用于提供访问文件的名称，它是人类可读名称到inode编号的映射。名称和inode的配对称为链接。目录在概念上类似于普通文件，不同之处在于它只包含名称到inode的映射，内核直接使用此映射进行名称到inode的解析。
• 路径名解析 ：当用户空间应用程序请求打开给定的文件名时，内核会打开包含该文件名的目录并搜索该名称，从文件名获取inode编号，进而找到inode。最初，磁盘上只有一个目录，即根目录，通常用路径“/”表示。由于系统中通常有多个目录，当内核被要求打开像“/home/blackbeard/landscaping.txt”这样的路径名时，它会遍历路径名中的每个目录项（内核中称为dentry）以找到下一个条目的inode，这个操作称为目录或路径名解析。Linux内核还使用一个名为dentry缓存的缓存来存储目录解析的结果，以加快后续查找速度。