深入了解Linux文件系统：组织、操作与硬链接

计算机系统中的文件千千万万，如果没有进行分类的话就会变得杂乱无章，使用起来也十分不方便，而文件系统就能很好的分类存放各类文件，下面就给大家详细介绍下Linux文件系统，一起来学习下吧。

对于计算机来说，所谓的数据就是0和1的序列。这样的一个序列可以存储在内存中，但内存中的数据会随着关机而消失。为了将数据长久保存，我们把数据存储在光盘或者硬盘中。根据我们的需要，我们通常会将数据分开保存到文件这样一个个的小单位中（所谓的小，是相对于所有的数据而言）。但如果数据只能组织为文件的话，而不能分类的话，文件还是会杂乱无章。每次我们搜索某一个文件，就要一个文件又一个文件地检查，太过麻烦。文件系统（file system）是就是文件在逻辑上组织形式，它以一种更加清晰的方式来存放各个文件。

路径与文件简介

文件被组织到文件系统（file system）中，通常会成为一个树状（tree）结构。Linux有一个根目录/， 也就是树状结构的最顶端。这个树的分叉的最末端都代表一个文件，而这个树的分叉处则是一个目录（directory， 相当于我们在windows界面中看到的文件夹）。在图1中看到的是整个的一个文件树。如果我们从该树中截取一部分，比如说从目录vamei开始往下，实际上也构成一个文件系统。

要找到一个文件，除了要知道该文件的文件名，还需要知道从树根到该文件的所有目录名。从根目录开始的所有途径的目录名和文件名构成一个路径（path）。比如说，我们在Linux中寻找一个文件file.txt，不仅要知道文件名（file.txt），还要知道完整路径，也就是绝对路径（/home/vamei/doc/file.txt）。从根目录录/， 也就是树状结构的最顶端出发，经过目录home， vamei， doc，最终才看到文件file.txt。整个文件系统层层分级（hierarchy），vamei是home的子目录，而home是vamei的父目录。

在Linux中，我们用ls命令来显示目录下的所有文件，比如 $ls /home/vamei/doc

图1 文件树

如该图中所示的文件系统，即绿色构成的树。最顶端的根目录（/），沿红色箭头标出的路径，我们最终找到文件file.txt。

目录

在Linux系统中，目录也是一种文件。所以/home/vamei是指向目录文件vamei的绝对路径。

这个文件中至少包含有以下条目：

. ：指向当前目录

.. ：指向父目录

除此之外，目录文件中还包含有属于该目录的文件的文件名，比如vamei中就还要有如下条目，指向属于该目录的文件：

doc

movie

photo

Linux解释一个绝对路径的方式如下：先找到根目录文件，从该目录文件中读取home目录文件的位置，然后从home文件中读取vamei的位置……直到找到目录doc中的file.txt的位置。

由于目录文件中都有. 和.. 的条目，我们可以在路径中加入. 或者.. 来表示当前目录或者父目录，比如/home/vamei/doc/..与/home/vamei等同。

1、Linux会在进程中，维护一个工作目录（present working directory）的变量。在shell中，你可以随时查询到到工作目录（在命令行输入pwd）。这是为了省去每次都输入很长的绝对路径的麻烦。比如说我们将工作目录更改为/home/vamei（cd /home/vamei），那么此时我们再去找file.txt就可以省去/home/vamei/ （$ls doc/file.txt），这样得到的路径叫相对路径（relative path），上面的doc/file.txt就是这样一个相对路径。

当文件出现在一个目录文件中时，我们就把文件接入到文件系统中，我们称建立一个到文件的硬链接（hard link）。一个文件允许出现在多个目录中，这样，它就有多个硬链接。当硬链接的数目（link count）降为0时，文件会被Linux删除。所以很多时候，unlink与remove在Linux操作系统中是一个意思。由于软链接（soft link）的广泛使用（soft link不会影响link count,而且可以跨越文件系统），现在较少手动建立硬连接。

文件操作

对于文件，我们可以读取（read），写入（write）和执行（execute）。读取是从已经存在的文件中获得数据。写入是向新的文件或者旧的文件写入数据。如果文件储存的是可执行的二进制码，那么它可以被载入内存作为一个程序运行。在Linux系统中这些操作都通过系统调用来完成。