Linux学习（11）--文件系统的简单操作

磁盘与目录的容量：df，du

df：列出文件系统的整体磁盘使用量

du：评估文件系统的磁盘使用量（常用于评估目录所占容量）

[root@VM_174_157_centos ~]# df [-ahikHTm] 目录或文件名
选项与参数：
-a：列出所有的文件系统，包括系统特有的/proc等文件系统
-k：以KBytes的容量显示各文件系统
-m：以MBytes的容量显示各文件系统
-h：以人们熟知的GB，MB，KB来等格式自行列出
-H：以1M=1000K 取代 1M=1024K的进位方式
-T：连同该分区的文件系统名称（例如Ext3）也列出
-i：不用硬盘容量，而以inode的数量来显示

当我们使用-a的时候，发现/proc这个挂载点为0，这个现象是正常的。前面我们多次提到，这个挂载的东西都是在内存里面，所以没有占任何的硬盘空间。至于那个/dev/shm/目录，是利用内存虚拟出来的磁盘空间。（默认大小是物理内存的一半，可以用df -h查看）由于是通过内存，因此访问速度是非常快的，不过，也由于是内存仿真出来。这个文件系统的大小在每部主机上的大小都不一样，而且建立的东西在下次开机之后就不见了。

[root@VM_174_157_centos ~]# du [-ahskm] 文件或目录
选项与参数：
-a：列出所有的文件与目录容量，默认仅统计目录下面的文件量而已
-h：以人们熟知的方式显示
-s：列出总量而已，而不列出每个个别的目录占用容量
-k：以KBytes列出容量显示
-m：以MBytes列出容量显示

范例1：列出目前录下的文件容量
root@ubuntu:/home/temp# du
8   .
#这个8其实就是8K的意思

由于 du 默认会将所有文件的大小均列出，因此假设你在/etc下使用du，所有的文件大小，包括/etc下面的子目录的容量也会被计算一次，让人觉得分析结果不对劲。所以，如果想要列出某目录下的全部数据，或许加上-S（此处大），减少子目录的计算。

连接文件：ln

在Linux下面连接文件有两种，一种是类似 Windows 的快捷方式功能的文件，可见让你快速连接到目标文件（或目录）；另一种则是通过文件系统的 inode 连接来产生新文件名，而不是产生新文件，这种称为硬链接（hard link）。这两个完全是不一样的东西，现在就分别来介绍：

hard link（硬连接或实际连接）

在前面我们可以得知，每个文件都会占用一个 inode，文件内容由 inode 的记录来指向。想要读取该文件，必须要经过目录记录的文件名来指向到正确的 inode 号码才能读取。也就是说，其实文件名只与目录有关，但是文件内容则与 inode 有关。但是，有没有可能有多个文件名对应到同一个 inode 号码呢？这就是hard link的由来，所以简单得说：hard link 只是与某个目录下新建一条文件名连接到某 inode 号码的关联记录而已。

举个例子，假设有个/root/crontab 是 /etc/crontab 的实际连接，那么这两个文件文件名连接到同一个 inode，自然两个文件信息都会一模一样，具体情况如图所示：

[root@VM_174_157_centos ~]# ln /tmp/test.c
[root@VM_174_157_centos ~]# ll -i /tmp/test.c /root/test.c
491542 -rw-r--r-- 2 root root 244 Mar  7 22:44 /root/test.c
491542 -rw-r--r-- 2 root root 244 Mar  7 22:44 /tmp/test.c

我们可以发现，两个文件都连接到491542这个inode号码，文件权限和属性也都是一样的，原本的第二个字段的1，也变成2了（记不清的可以看前面介绍文件的地方）。这个字段的意义是“有多少个文件名连接到这个 inode 号码的意思”。具体示意图如下面所示：



我们可以通过1 或2 的目录inode指定的block找到两个不同的文件名，而不管使用那个文件名均可找到 real 那个 inode 去读取到最终的数据。这样最大的好处就是“安全”。如果你将任何一个“文件名”删除，其实inode与block都还是存在的。此时你可以通过另一个“文件名”来读取到正确的文件数据。当然，不论你用哪个“文件名”来编辑，最终的结果都会写入到相同的 inode 与 block 当中，因此均能进行数据的修改。

Tips：一般来说，使用hard link设置连接文件时，磁盘空间与 inode 的数目都不会改变。它仅仅是在某个目录下的 block 多写入一个关联连接数而已。但是其实还是有可能会改变系统的block的，那就是当你新增的这笔数据刚好将目录的block填满，就可能会新增一个block来记录文件名关联性，而导致磁盘空间的变化。不过，一般hard link所用掉的关联数据量很小，所以通常不会改变inode与磁盘空间大小。

由图我们可以知道，har link其实只能在单一文件系统中，而不能跨系统的，所以它还是有限制的：

不能跨文件系统

不能连接到目录

实际上，当我们用hard link连接目录时（加入将/etc 用硬连接建立一个 /etc_cd的目录），不仅仅是只针对目录本身，连同里面的所有文件、目录都需要建立hard link。而且，如果未来需要在/etc_cd下建立新文件，又要对 /etc 建立一次硬连接，大大增加了复杂度，所以目前还不支持。

symbolic link（软连接或符号连接）

相对于硬连接，软连接就好理解多了。基本上，symbolic link就是建立一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向他连接的那个文件的文件名。由于只是利用文件来作为指向的动作，所以，当来源档被删除了之后，symbolic link的文件就会“打开不了”，因为找不到源文件的“文件名”了而已。

让我们先创建一个软连接文件连接到 /etc/crontab：

[root@VM_174_157_centos ~]# ln -s /etc/crontab crontab2
[root@VM_174_157_centos ~]# ll -i /etc/crontab /root/crontab2
459241 -rw-r--r--. 1 root root 451 Jun 10  2014 /etc/crontab
131086 lrwxrwxrwx  1 root root  12 Mar  8 13:43 /root/crontab2 -> /etc/crontab

由上面的结果，我们可以知道两个文件指向不同的 inode 号码，当然就是两个独立的文件存在！而且连接文件的重要内容就是它会写上目标文件的“文件名”，你可以发现为什么连接文件的大小为12 bytes呢，因为箭头（->）右边的文件名“/etc/crontab”总共有12个英文，每个英文占用1个byte。



但是这里还是应该特别留意下，这个symbolic link 与 Windows 的快捷方式可以画上等号，由 symbolic link 所创建的文件为一个独立的新的文件，所以会占用掉 inode 与 block

hard link比较安全，即使某一个目录下的关联数据被删除掉，只要有任何一个目录下还存在这关联数据，该文件就不会被删除。仅仅是关联数据被拿掉而已

但是hard link无法做“目录”的连接，所以在用途上面还是比较瘦限制的，反而symbolic link在这方面使用比较广

[root@VM_174_157_centos ~]# ln [-sf] 源文件 目标文件
选项与参数：
-s：如果不加任何参数就新型连接，那就是hard link，加上 -s 就是 symbolic link
-f：如果目标文件存在时，就主动将目标文件删除后再创建

#范例1：查看软连接对inode的影响
[root@VM_174_157_centos ~]# cd /tmp
[root@VM_174_157_centos tmp]# du -sb; df -i
41349   .              <==先注意这里的容量是多少
Filesystem      Inodes IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/vda1      1310720 41470 1269250    4% /
#du的-b参数意思是用bytes计算

[root@VM_174_157_centos tmp]# ls -il test*
491540 ---x--x--x 1 root root    0 Feb 27 17:01 test
491533 lrwxrwxrwx 1 root root    6 Mar  8 14:50 test-so -> test.c    <==有自己独立的inode
491542 -rw-r--r-- 2 root root  244 Mar  7 22:44 test.c

[root@VM_174_157_centos tmp]# ln -s test.c test-so
[root@VM_174_157_centos tmp]# du -sb; df -i
41355   .              <==容量增加了
Filesystem      Inodes IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/vda1      1310720 41471 1269249    4% /              <==可用inode少了一个

#如果软连接指向的文件被删除了，会以不一样的颜色表示出来

另外，如果你建立了这样的连接：

ln -s /bin /root/bin

那么如果你进入/root/bin目录下，该目录其实是/bin这个目录，因为你做了连接文件。所以，如果进入/root/bin 并删除了所有的文件，那么 /bin 里面的文件也都不见了。

关于目录的连接数量

我们知道，当我们用hard link连接的时候，第二个字段会增加 1。那么当我们建立一个空的目录的时候，默认连接数是多少呢？让我们来看一下，一个空的目录会包含什么内容？比如，我们创建一个新目录名称为 /tmp/testing 时，基本上会有三个东西，那就是：

/tmp/testing

/tmp/testing/.

/tmp/testing/..

而其中的/tmp/testing和/tmp/testing/.其实是一样的，而/tmp/testing/..代表了 上级目录。所以说，当我们新建一个目录时，新的目录连接数是 2，而上层目录的连接数应该会增加 1。

[root@VM_174_157_centos ~]# ls -ld /tmp
drwxrwxrwt. 8 root root 4096 Mar  8 14:57 /tmp

[root@VM_174_157_centos ~]# mkdir /tmp/testing1
[root@VM_174_157_centos ~]# ls -ld /tmp
drwxrwxrwt. 9 root root 4096 Mar  8 16:04 /tmp

[root@VM_174_157_centos ~]# ls -ld /tmp/testing1/
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Mar  8 16:04 /tmp/testing1/