一文说透Linux的文件

内容导读

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内容图文

序言

    每天都在使用文件，也经常碰到磁盘空间满的各种问题，那么文件和磁盘有什么关系？

    每次在使用文件的时候，总是可以看到一个缓冲区，为什么要缓冲区？有什么作用？

文件

    1、 文件到底是什么

    

    以上都是文件，文件是实实在在存在的吗？

    并不是，文件只是磁盘的抽象，文件只是对磁盘的一种建模，文件只是磁盘的一种表现形式，或者叫做。。。人类可读的形式显示。。。

    计算机的三大抽象分别是，进程是对CPU的抽象，地址空间是对内存的抽象，而文件则是对磁盘的抽象。。。一切皆文件。。。

    对于文件来说，你每次open一个文件，其实只不过是打开了一个文件描述符，再换一句话来说，其实就是一堆磁盘的地址，这些地址都指向磁盘的某个位置，然后磁盘里面存储了真正的值。

    2、 文件的发展

    文件的由来，是为了持久化的保存信息，不依赖于进程（进程消失内容消失），不依赖于内存（断电，内存重新加载），从而我们都认为文件是一种持久化的存在，从而造成了一种错觉，以为文件是真实存在的，然而，所有的内容都是存储在磁盘之上。

    文件存储在磁盘之上，从而在磁盘上怎么存储，最简单的方式就是顺序的存放，一个文件占用多大，从而分配多少个连续的空间进行存储。。。磁盘是块设备，从而是一个块一个块的存储。。。

    在使用这种方式的时候，在内存中只要记录两个信息，一个是磁盘的起始位置，一个是文件的大小，从而就可以找到文件。

    

      这种方式，在搜索的时候，速度极快，也就是O（1）的时间复杂度，不依赖磁盘的大写，也不依赖文件的个数，但是这种在文件删除的时候，总是会造成文件空洞；另外一个就是在使用这种存储的时候，文件必须连续的存放，而且要确定文件的大小，才能在磁盘上分配固定大小的空间来存储，从而也就会造成，当你需要编辑一个文件的时候，首先，你要预估这个文件的大小，然后才能真正的写入内容，然而，这种是不现实的。。。

    但是，对于这种，非常适合CD-ROM和DVD，因为对于这两种存储来说，大小都是固定的，不会发生改变。

    为了改善，从而可以使用链表的形式存储，从而在存储的时候，可以不指定文件的大小，但是这种存储方式下，在链表中必须存储下个磁盘块的地址指针，从而每次存储的时候，每个块都不是存储2的幂次方，而且在进行随机读取或者写入的时候，时间复杂度都是O（n），随着文件的大小增大，查找内容都是线性的时间增长。。。

    为了改善搜索的性能和存储块的大小问题，从而可以在内存中存放一个列表，用来存储所有块的指向，从而在磁盘上还是存储了整个块的信息，而且在内存中使用列表，性能很快，但是这种的缺点是，消耗过大的内存，因为要映射所有的快，无论是空闲块还是有数据的块。（假设磁盘大小为1T，每块的大小1K，那么需要十亿的内存，如果每位大小是3个字节表示，那么需要3G的内存，啥事没干，消耗了这么多内存）

    

       为了改善内存的使用量，从而又变成了一种新的数据结构，也就是index-node，也就是我们经常说的inode节点，这种节点里面包含两部的数据，一个是文件的属性，一个则是文件的磁盘块位置。

    从而在使用这种形式的时候，在每次使用内存的时候，只要每次加载这个文件的inode即可，从而使用内存的时候，只会正比于打开的文件数量，从而。。。在操作系统层面总是会对进程打开的文件个数进行限制。。。

 

    inode也就是最终的形式，也就是我们经常看到的文件组成。

    在如上的内容中，使用-i参数表示inode的节点号，使用stat可以查看到文件的属性，可以看到占用的块的个数。    

    3、 了解这些能解决什么问题

    这个最常见的问题就是inode使用完了只会，会显示磁盘空间不足。。。

        听说，你们不喜欢python，对，我就是要用这个。。。

    磁盘空间是够的，但是inode数量也是有限的。。。

    这个时候，需要备份，只能进行mv了，不能使用cp了，毕竟cp还是需要消耗inode的。。

    

    删除的时候，rm是不可以的~~~使用find，也是不错的命令。。。

    4、 缓冲区

        当使用方法open一个文件的时候，也就是将相关的inode的数据结构加载进内存之中，但是实际上不会将所有的数据加入内存，这个时候，如果是打开的大文件，因为使用的磁盘块多，从而也会略微占用内存，但是总比一下返回所有的数据好，从而有方法是read和readlines，一个是一行一行的读，一个则是将所有的数据加载进行内存。。。这个时候还要考虑的就是什么时候close文件，占用一个文件的时间太长也不好，如果别的进程也要进行读写呢。。。。

        

    当你直接vim打开一个超大型的文件的时候，这个时候你就可以感受到什么叫卡了，因为会将所有的数据块都复制进内存。。。

    由于内存的速度远远大于磁盘的速度，从而需要一个缓冲，在读取数据的时候，其实还是一个字节一个字节的读，但是在使用的时候，一个块放在内存中，再读入一个块，其实就是在缓冲区中进行组装。。。

    总结：在使用文件的时候，想着这就是一堆磁盘的地址空间。

风言风语

  纵观文件的发展，不过也是从简单到复杂，追求性能，追求空间，其实还是追求性价比。。。

       损耗的激情，从哪里去寻找。。。。黄昏虽美，终究会天黑。。。

        爱曾经来过的地方，依稀留着昨天的芬芳。。。

        唤不醒的思维，唤不醒的激情，唤不醒的灵魂。。。落叶随风将要去何方。。。

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的一文说透Linux的文件全部内容，希望文章能够帮你解决一文说透Linux的文件所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

内容备注

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