Linux-基础
Linux命令
常见概念
文件系统
四个关键概念
- 文件描述符（File Descriptor）:
- 文件描述符是一个非负整数，用于在程序中引用打开的文件、套接字或其他I/O资源。
- 每当一个进程打开一个文件、创建一个套接字或进行其他类似的操作时，内核都会为该进程分配一个新的文件描述符。
- 文件描述符是进程级的，不同的进程可以有各自的文件描述符表，互不影响。
- 文件描述符表（File Descriptor Table）:
- 每个进程都有一个文件描述符表，它是一个数组结构，数组的每个元素都指向一个文件表项。
- 文件描述符作为数组的索引，使得进程能够快速找到对应的文件表项。
- 文件表项（File Table Entry）:
- 文件表项包含了关于打开文件的信息，比如文件状态标志（如只读、只写、追加等）、当前文件偏移量（即下一次读写操作的位置）等。
- 文件表项还包含一个指向inode的指针，这个指针用于定位文件在文件系统中的实际位置。
- 同一个文件可以被多个进程打开，但每个进程都有自己的文件表项，这样可以保证每个进程对文件的操作（如偏移量）互不影响。
- 只要有打开某个文件的操作，就会生成一个文件表现
- inode（索引节点）:
- inode是文件系统的核心概念之一，它包含了关于文件本身的信息，如文件大小、时间戳（创建时间、修改时间、访问时间等）、文件类型（普通文件、目录、符号链接等）等。
- inode还包含了磁盘上文件数据的位置信息，比如数据块的位置。
- 对于不同的文件系统，inode的结构可能会有所不同，但基本原理是相似的。
小结
- 一个进程中不同文件描述符可以指向同一个文件表项：通过
DUP进行 - 不同进程中的不同文件描述符也可以指向同一个文件表现：通过
fork+dup进行，fork时子进程会继承父进程的文件描述符表 - 不同的打开文件表现可以指向同一个inode节点：对同一个文件打开多次
软链接 VS 硬链接
- 软连接会产生inode节点，删除软链接对源文件没有影响
- 硬链接指向同一个inode，每增加一个硬链接会增加节点链接数；只要节点的链接数不为0，文件就一直存在
硬链接
一般情况下，文件名和 inode 号码是”一一对应”的关系，每个 inode 号码对应一个文件名（每个文件默认有一个硬链接）。但是，Unix/Linux 系统允许多个文件名指向同一个 inode 号码。
这意味着，可以用不同的文件名访问同样的内容，对文件内容进行修改后，会影响所有文件名。但是，删除一个文件名，不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为”硬链接”（hard link）。
创建一个硬链接，就会为文件创建了一个新的文件名。硬链接有两个重要局限性：
- 硬链接不能链接不在同一系统的文件。也就是说硬链接不能链接与文件不在同一磁盘分区上的文件；
- 硬链接不能链接目录。
一个硬链接和文件本身没有什么区别。当你列出一个包含硬链接的文件时，不会有特殊的链接指示说明。当一个硬链接被删除时，文件本身的内容仍然存在（也就是说，它所占的磁盘空间不会被重新分配），直到所有关联这个文件的硬链接都删掉。
==目录文件的硬链接==:
创建目录时，默认会生成两个目录项：.和..。.相当于当前目录的硬链接；..相当于父目录的硬链接。所以，目录的硬链接总数，等于 2 加上它的子目录总数（含隐藏目录）。其实使用ln -d命令也允许 root 用户尝试建立目录硬链接。
这些都说明系统限制对目录进行硬链接只是一个硬性规定，并不是逻辑上不允许或技术上不可行。
==为什么操作系统要进行这个限制呢==？
由于 Linux 操作系统中的目录是以/为节点的树状结构，对目录的硬链接有可能破坏这种结构，甚至形成循环如：/usr/bin -> /usr/，在使用遍历目录的命令时（如：ls -R）系统就会陷入无限循环中。软链接的 inode 号码不一样，所以不会出现这种问题。
软链接
除了硬链接以外，还有一种软链接，创建软链接是为了克服硬链接的局限性。
软链接是通过创建一个特殊类型的文件（指针）链接到文件或目录。就像是 Windows 的快捷方式，当然，符号链接早于 Windows 的快捷方式很多年。
文件 A 和文件 B 的 inode 号码虽然不一样，但是文件 A 的内容是文件 B 的路径。读取文件 A 时，系统会自动将访问指向文件 B。因此，无论打开哪一个文件，最终读取的都是文件 B。但是，文件 A 依赖于文件 B 而存在，如果删除了文件 B，打开文件 A 就会报错：”No such file or directory”。这是软链接与硬链接最大的不同：文件 A 指向文件 B的文件名，而不是文件 B 的 inode 号码。
==软链接的应用==
想象这样一个情景，一个程序需要使用 foo_1.1 文件中的共享资源，由于 foo 经常改变版本号。每次升级后都得将使用 foo_1.1 的所有程序更新到 foo_1.2 文件，那么每次更新 foo 版本后，都要重复上边的工作。
符号链接能很好的解决这个问题。比如，创建一个 foo 的软链接指向 foo_1.2。这时，当一个程序访问 foo 时，实际上是访问 foo_1.2。当升级到 foo_1.3 时，只需要更新软链接指向。这不仅解决了版本升级问题，而且还允许在系统中保存两个不同的版本，如果 foo_1.3 有错误，再更新回原来的 foo_1.2 链接就可以。