Linux 文件系统中的 i 节点363

在 Linux 文件系统中，i 节点（inode）是一个数据结构，它包含有关文件或目录的信息，例如其文件大小、属主、权限和数据块地址。i 节点本质上是文件系统的索引，它通过文件的文件名将文件与 i 节点连接起来。

每个文件或目录都有一个唯一的 i 节点号，该号存储在文件系统的超级块中。文件名的哈希值与 i 节点号一起存储在文件系统的目录中。当文件被访问时，内核会通过文件名找到目录中的 i 节点号，然后使用 i 节点号从超级块中检索 i 节点。

i 节点包含以下信息：

* 文件类型（文件、目录、符号链接等）* 文件大小（以字节为单位）* 权限和所有权（属主、组和其他人）* 指向包含文件内容的数据块的地址* 硬链接数（指向同一 i 节点的文件或目录的数量）* 访问时间、修改时间和更改时间* 附加标志（例如是否设置了粘滞位或 setuid 位）

数据块是文件系统中用于存储文件内容的固定大小的块。i 节点中的数据块地址是一个指向数据块位置的指针。i 节点中直接存储少量数据块的地址，而较大的文件可能需要使用间接块来引用更多的数据块。

i 节点是 Linux 文件系统的重要组成部分，它们提供文件和目录的元数据，并充当文件的内容和元数据之间的桥梁。通过管理 i 节点，内核可以高效地访问和管理文件系统中的文件和目录。

i 节点的特点

i 节点的特点如下：

* 唯一性：每个文件或目录都有一个唯一的 i 节点号。* 持久性：i 节点信息存储在文件系统的稳定存储中，即使系统崩溃也不会丢失。* 映射：文件名通过哈希值映射到 i 节点号，允许通过文件名快速访问文件。* 数据存储：i 节点包含存储文件内容的数据块地址。* 间接寻址：i 节点使用直接和间接块寻址数据块，以支持大文件。* 元数据管理：i 节点存储有关文件或目录的重要元数据，包括大小、权限和时间戳。

i 节点的用途

i 节点用于各种文件系统操作，包括：

* 文件创建：当创建新文件时，内核分配一个新的 i 节点，并将其与文件的文件名相关联。* 文件访问：当文件被访问时，内核通过文件名查找 i 节点号，并使用 i 节点号检索文件的内容。* 文件修改：当文件被修改时，内核更新 i 节点中的时间戳和其他元数据，以反映更改。* 文件删除：当文件被删除时，内核从文件系统中释放 i 节点和数据块，并将文件名从目录中删除。* 硬链接：硬链接是指向同一 i 节点的多个文件名。当硬链接被创建时，i 节点中的硬链接计数被递增。当硬链接被删除时，计数被递减。如果硬链接计数变为 0，i 节点和数据块将被释放。

i 节点是 Linux 文件系统中一个至关重要的数据结构，用于管理文件和目录的元数据和内容。它们提供了一种高效的方法来访问文件，管理文件权限和时间戳，并支持硬链接和间接寻址等特性。通过理解 i 节点的工作方式，可以更深入地了解 Linux 文件系统并优化文件系统性能。

2024-11-02

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