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在Linux系統(tǒng)中，一切皆文件。文件系統(tǒng)是Linux系統(tǒng)的重要組成部分，涵蓋了操作系統(tǒng)中各種文件的存儲(chǔ)、訪問、管理等過程。因此，深入了解Linux系統(tǒng)的文件表結(jié)構(gòu)，對于合理地管理文件和提升系統(tǒng)性能具有重要意義。
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一、文件表結(jié)構(gòu)的概念
文件表結(jié)構(gòu)是指操作系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，用來管理所有文件和打開文件的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。可以理解為文件描述符表，即每個(gè)打開文件都有一個(gè)唯一的文件描述符（file descriptor），用于標(biāo)識該文件的特定操作。在Linux系統(tǒng)中，文件表結(jié)構(gòu)主要由特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和相關(guān)操作函數(shù)組成。
二、文件表結(jié)構(gòu)的組成
1.文件描述符
文件描述符是操作系統(tǒng)中用于處理文件操作的一種機(jī)制。它是一個(gè)非負(fù)整數(shù)，通常被用作了代表打開文件的標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出以及標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出的文件指針。每個(gè)進(jìn)程都有自己的文件描述符表，其中0、1、2分別代表標(biāo)準(zhǔn)輸入、標(biāo)準(zhǔn)輸出和標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸出。
2.進(jìn)程表
進(jìn)程表是Linux系統(tǒng)中用于記錄進(jìn)程狀態(tài)和信息的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它包含了各個(gè)進(jìn)程的進(jìn)程ID（PID）、優(yōu)先級等關(guān)鍵信息。在文件表結(jié)構(gòu)中，進(jìn)程表的作用是跟蹤正在運(yùn)行的所有進(jìn)程和與進(jìn)程有關(guān)的文件情況。
3.文件節(jié)點(diǎn)
文件節(jié)點(diǎn)是文件系統(tǒng)中用于表示文件的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它包含了文件的屬性和元數(shù)據(jù)，是操作系統(tǒng)操作文件時(shí)的重要基礎(chǔ)。在文件表結(jié)構(gòu)中，文件節(jié)點(diǎn)用于記錄文件的屬性信息，如文件名、文件長度、文件類型等。
4.文件系統(tǒng)表
文件系統(tǒng)表是Linux系統(tǒng)中用于記錄每個(gè)文件系統(tǒng)信息的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。它包含了各個(gè)文件系統(tǒng)的掛載點(diǎn)、文件系統(tǒng)類型等關(guān)鍵信息。在文件表結(jié)構(gòu)中，文件系統(tǒng)表用于跟蹤系統(tǒng)中已經(jīng)掛載的各個(gè)文件系統(tǒng)及其對應(yīng)的信息。
三、文件表結(jié)構(gòu)的操作
1.文件打開
文件打開是指在Linux系統(tǒng)中，對于某個(gè)文件進(jìn)行預(yù)處理并記錄文件描述符的過程。在打開文件時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)檢查文件節(jié)點(diǎn)信息以確保該文件存在，然后為該文件分配一個(gè)唯一的文件描述符。文件系統(tǒng)會(huì)在進(jìn)程表中記錄相應(yīng)的信息，并在文件系統(tǒng)表中記錄文件系統(tǒng)和掛載點(diǎn)信息。
2.文件關(guān)閉
文件關(guān)閉是指在Linux系統(tǒng)中，對于已經(jīng)打開的文件進(jìn)行操作系統(tǒng)預(yù)處理并釋放其相關(guān)資源的過程。在關(guān)閉文件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)檢查該文件是否已在進(jìn)程表中記錄，刪除該記錄并釋放相應(yīng)的文件描述符，進(jìn)而關(guān)閉文件并釋放文件相關(guān)資源。
3.文件讀取
文件讀取是指在Linux系統(tǒng)中，對于已經(jīng)打開的文件獲取其中數(shù)據(jù)的過程。在進(jìn)行文件讀取時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)檢查該文件是否已經(jīng)打開并以何種方式打開，然后通過文件描述符讀取文件數(shù)據(jù)并返回讀取結(jié)果。
4.文件寫入
文件寫入是指在Linux系統(tǒng)中，對于已經(jīng)打開的文件寫入數(shù)據(jù)的過程。在進(jìn)行文件寫入時(shí)，系統(tǒng)首先會(huì)檢查該文件是否已經(jīng)打開并已經(jīng)以何種方式打開，然后通過文件描述符寫入數(shù)據(jù)并返回寫入結(jié)果。
四、
文件表結(jié)構(gòu)是Linux系統(tǒng)中管理文件相關(guān)數(shù)據(jù)的有效途徑。通過清晰地了解文件描述符、進(jìn)程表、文件節(jié)點(diǎn)和文件系統(tǒng)表等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的作用和操作方式，可以更好地理解Linux系統(tǒng)中文件管理的原理和方法，為提高系統(tǒng)可靠性、安全性和性能提供支持。同時(shí)，熟練掌握文件表結(jié)構(gòu)的操作技巧，也是系統(tǒng)管理者、開發(fā)人員和Linux使用者必備的基本技能之一。
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1)ls
ls -l /home/ #顯示home目錄下文件或文件夾的包括訪問權(quán)限、所屬用戶、所屬主組、文件大小等信息， ls -l 也是別名ll的命令與選項(xiàng)部分。
ls -a /root #顯示root目錄下包括隱藏文件在內(nèi)的所有文件
ls -d /etc/* #顯示etc目錄下所有子目錄（不包括文件）
ls -S /root #按文件從大到小排列顯示root目錄下各文件
ls -Sr /root #按文件從小到大排列顯示root目錄下各文件
ls -U /root #按文件創(chuàng)建時(shí)間從新到舊排列顯示root目錄下各文件
ls -X /root #按文件后綴排序顯示root目錄下各文件
ls -R /root #遞歸顯示root目錄下所有文件
ls -t /root #按修改數(shù)據(jù)內(nèi)容的時(shí)間（mtime）從新到舊排列顯示root目錄下各文件
2)touch
touch /data/file#在data目錄下創(chuàng)建file1文件，如果目錄下已經(jīng)有同名文件，則不會(huì)覆蓋同名文件
touch -t0.50 /etc/hosts#修改/etc/hosts文件的atime以及mtime的時(shí)間戳為2023年10月20日8點(diǎn)30分50秒
touch -c /data/f2 #刷新data目錄下f2文件的atime、mtime、ctime，如果f2文件不存在，則不會(huì)創(chuàng)建f2
3)cp
cp etc/hosts /home/ #復(fù)制/etc/hosts文件到 /home目錄下，如果home目錄下沒有hosts文件，則自動(dòng)創(chuàng)建同名文件；如果有，則會(huì)直接覆蓋。
cp -i etc/hosts /home/ #復(fù)制/etc/hosts文件到 /home目錄下，如果home目錄下沒有hosts文件態(tài)蘆，則自動(dòng)創(chuàng)建同名文件；如果有，則會(huì)詢問用戶是否覆蓋。
cp -r /etc/ntp /root #復(fù)制/etc/ntp目錄下所有子目錄以及文件到root目錄下
cp -a /home/* /data/ #復(fù)制/home/目錄下所有子目錄以及文件到data目錄下，所有文件的類型、軟鏈接、文件所屬關(guān)系、時(shí)間戳等信息都一并復(fù)制（但是home目錄下的隱藏文件不會(huì)被復(fù)制到data目錄下）
cp -av /home/* /data/ #在實(shí)現(xiàn)cp -a /home/* /data/ 復(fù)制的基礎(chǔ)上，在終端上顯示復(fù)制過程
cp -u /etc/* /data/#將etc目錄下的文件復(fù)制到data目錄下，如果etc目錄的文件比data目錄下的同名文件新，則覆蓋data目錄下的同名文件，如果帆或帶etc目錄下的文件比data目錄里的與之同名文件舊，則不覆蓋。
cp –backup=numbered etc/hosts /home/hosts #將etc目錄下hosts文件復(fù)制到home目錄下的hosts，在復(fù)制之前，會(huì)先對home目錄的hosts文件進(jìn)行備份，避免被覆蓋后，原文件內(nèi)容丟失。
4)mv
mv /etc/hosts /data/#將etc目錄下hosts文件轉(zhuǎn)移到data目錄下，如果data目錄有同名文件，則直接覆蓋
mv -i /etc/hosts /data/ #將etc目錄下hosts文件轉(zhuǎn)移到data目錄下，如果data目錄有同名文件，則詢問是否覆蓋
mv f1 f#將當(dāng)前目錄下的f1文件修改名字為f2
mv -t /data/ /團(tuán)嫌etc/hosts #將etc目錄下hosts文件轉(zhuǎn)移到data目錄下，如果data目錄有同名文件，則直接覆蓋 。功能實(shí)現(xiàn)上與mv /etc/hosts /data/ 相同，但是移出路徑參數(shù)與移入路徑參數(shù)的位置發(fā)生了互換
mv downloads/ D #將當(dāng)前目錄下的downloads目錄的名字改成D
5)rm
rm /data/f1 #刪除data目錄下的f1文件
rm -r /data/* #遞歸刪除data目錄下的所有文件
rm -rf /data/* #強(qiáng)制遞歸刪除data目錄下的所有文件
6)file
file /etc/hosts #查看etc目錄下hosts文件的文件類型，如文本文件、壓縮文件、可執(zhí)行程序等
7）stat
stat /data/f#查看/data/f1文件的三個(gè)時(shí)間，內(nèi)容數(shù)據(jù)修改時(shí)間mtime，讀取時(shí)間atime，元數(shù)據(jù)修改時(shí)間ctime
8）pwd
#在當(dāng)前目錄下輸入pwd回車，查看當(dāng)前所在目錄路徑
pwd -P #顯示當(dāng)前目錄或文件夾的真實(shí)路徑
9）cd
cd /data #進(jìn)入data目錄
cd ~root #進(jìn)入root的家目錄
cd#回到剛才離開的目錄
10）mkdir
mkdir /data/dir#在data目錄下創(chuàng)建dir目錄
mkdir -p /data/dir1/dir2/dir3/dir#在data目錄下創(chuàng)建子目錄dir1/dir2/dir3/dir4，若dir1、dir2、dir3都不存在，則遞歸創(chuàng)建
11）rmdir
rmdir /data/dir#刪除data目錄下的dir目錄，如果dir里面有文件，則dir不能被刪除
rmdir -p /data/dir1/dir2/dir3/dir#若dir1、dir2、dir3、dir4都是空目錄，則遞歸刪除data目錄下的dir1、dir2、dir3、dir4目錄
12）ln
ln /data/f1 /data/f#在data目錄下創(chuàng)建文件f1的硬鏈接f2
ln -s f1 f1.link#在當(dāng)前目錄下創(chuàng)建文件f1的軟鏈接f1.link
#當(dāng)軟鏈接路徑與原文件路徑不同時(shí)，如軟鏈接位置是：/root/f1.link ，而原文件路徑是：/data/f1 。 則在創(chuàng)建軟鏈接時(shí)需要相對于軟鏈接的路徑，對原文件路徑補(bǔ)完相對路徑，具體如下：
ln -s ../data/f1 /root/f1.link
答：
1）創(chuàng)建/tmp/a1, /tmp/a2, /tmp/a1/a, /tmp/a1/b
mkdir /tmp/a{1,2}
touch /tmp/a1/{a,b}
2）在/tmp目錄下創(chuàng)建目錄：x_y, x_z, q_y, q_z
mkdir /tmp/{x,q}_{y,z}
答：文件的元數(shù)據(jù)信息包括：
文件類型： 指文件所屬的類型，包括目錄、文本文件、壓縮文件、可執(zhí)行程序等。系統(tǒng)實(shí)際上查看文件的頭部信息，magic number。
節(jié)點(diǎn)編號： 每個(gè)文件、文件夾在同一個(gè)磁盤分區(qū)內(nèi)，都有一個(gè)唯一的節(jié)點(diǎn)編號inode，用于識別磁盤分區(qū)內(nèi)的文件。節(jié)點(diǎn)編號的數(shù)量在一個(gè)磁盤分區(qū)內(nèi)是有限的，如果節(jié)點(diǎn)編號耗盡，無論磁盤空間是否真的占滿，都會(huì)顯示磁盤空間已滿。
硬鏈接數(shù)： 是指指向該文件節(jié)點(diǎn)編號inode的文件名稱數(shù)量。
所屬用戶UID： 創(chuàng)建該文件的用戶的uid
所屬主組GID： 創(chuàng)建該文件的用戶的主組gid
文件大?。?表示該文件的磁盤空間占用大小
mtime時(shí)間戳： 指文件的內(nèi)容數(shù)據(jù)發(fā)生修改時(shí)的時(shí)間點(diǎn)
atime時(shí)間戳： 指文件被訪問時(shí)的時(shí)間點(diǎn)
ctime時(shí)間戳： 指文件的元數(shù)據(jù)發(fā)生變化時(shí)的時(shí)間點(diǎn)
訪問權(quán)限： 指不同用戶對文件的訪問、修改、執(zhí)行等操作的權(quán)限
指向磁盤數(shù)據(jù)塊的直接指針： 直接指向磁盤數(shù)據(jù)塊的指針，一個(gè)文件最多有12個(gè)直接指針，每個(gè)直接指針指向一個(gè)4k大小的數(shù)據(jù)塊
指向磁盤數(shù)據(jù)塊的間接指針： 間接指向磁盤數(shù)據(jù)塊的指針，一個(gè)間接指針會(huì)先指向一個(gè)4k大小數(shù)據(jù)塊作為次階指針表，該數(shù)據(jù)塊又分成1024個(gè)4字節(jié)大小的區(qū)間，一個(gè)區(qū)間存儲(chǔ)一個(gè)次階的指針，次階指針指向一個(gè)4k的磁盤數(shù)據(jù)塊存儲(chǔ)真正的文件數(shù)據(jù)，若依然不能滿足空間要求，則可繼續(xù)嵌套次階指針表，直到滿足文件存儲(chǔ)要求為止。
查看元數(shù)據(jù)信息方式：
1）ls -l /data #可查看data目錄下非隱藏文件的訪問權(quán)限、所屬用戶UID、所屬用戶主組GID、mtime時(shí)間戳、文件大小、硬鏈接數(shù)。
2）stat /root/bin #可查看root目錄下bin目錄的atime時(shí)間戳、mtime時(shí)間戳、ctime時(shí)間戳
3）ls -lc /root/ #查看root目錄下非隱藏文件的ctime時(shí)間戳
4）ls -lu /root/ #查看root目錄下非隱藏文件的atime時(shí)間戳
5）ls -i /root#查看root目錄下所有非隱藏文件的節(jié)點(diǎn)編號
6）file /root/.bashrc#查看root目錄下.bashrc文件的文件類型
修改文件的時(shí)間戳信息：
touch -t0.50 /etc/hosts#將etc目錄下hosts文件的atime和mtime時(shí)間戳修改成2023年10月2日8時(shí)30分50秒
touch -a /etc/hosts #更新etc目錄下hosts文件的atime和ctime為當(dāng)前時(shí)間
touch -m /etc/hosts #更新etc目錄下hosts文件的mtime和ctime為當(dāng)前時(shí)間
答： touch /tmp/tfile-`date +”%F-%H-%M-%S”`
答：
mkdir /tmp/mytest#先創(chuàng)建mytest1目錄
cp -a /etc/p* /tmp/mytest1/
或：
cp -a /etc/p*> /tmp/mytest1/
答：
useradd -umd /tmp/tom -s /bin/zsh -G jack tom
1）useradd
useradd jack #創(chuàng)建用戶jack，用戶策略采用系統(tǒng)默認(rèn)配置
useradd -ujack#創(chuàng)建用戶jack，指定用戶的UID為1008
useradd -d /data/jack jack #創(chuàng)建用戶jack，指定用戶家目錄路徑為/data/jack
useradd -gjack #創(chuàng)建用戶jack，指定用戶主組是GID=1111的組，但GID=1111的組需要事先存在，否則無法創(chuàng)建
useradd -G tom jack #創(chuàng)建用戶jack，指定用戶jack加入附加組tom，但tom組需要事先存在，否則無法創(chuàng)建
useradd -s /bin/zsh jack #創(chuàng)建用戶jack，制定用戶jack的shell類型是zsh
useradd -r jack#創(chuàng)建系統(tǒng)用戶jack，系統(tǒng)用戶默認(rèn)不創(chuàng)建家目錄
useradd -r -md /data/jack jack #配合-d選項(xiàng)，創(chuàng)建系統(tǒng)用戶jack，指定該系統(tǒng)用戶創(chuàng)建家目錄/data/jack，并在家目錄中載入默認(rèn)配置文件
useradd -N jack #創(chuàng)建用戶jack，不創(chuàng)建jack同名主組，將jack主組默認(rèn)為users
useradd -M jack #創(chuàng)建用戶jack，強(qiáng)制用戶jack不創(chuàng)建家目錄
2）usermod
usermod -G wang jack #將jack用戶的附加組更改為wang，原有附加組刪除
usermod -aG wang jack #在不退出原有附加組情況下，jack用戶增加附加組wang
usermod -l jacky jack #修改用戶名稱為jacky
usermod -ejack #將用戶jack的賬號過期日期修改為2023年12月12日
usermod -s /bin/csh jack #修改用戶jack的shell類型為csh，與命令： chsh -s /bin/csh jack 相等
usermod -c ‘a(chǎn)bcdefg’ jack #編輯用戶jack的注釋為abcdefg
3）userdel
userdel jack #刪除用戶jack
userdel -r jack #刪除用戶jack，包括用戶的家目錄、郵箱
4）groupadd
groupadd -gleo #創(chuàng)建組leo，指定GID為1010
groupadd -r leo#創(chuàng)建系統(tǒng)組leo
5）groupmod
groupmod -n lee leo #修改組leo名字為lee
groupmod -gleo #修改組leo的GID為1111
6）groupdel
groupdel wang#刪除wang組，但是wang組必須不是任何用戶的主組，否則不可以刪除
7）su
su jack #當(dāng)前用戶非登錄切換到j(luò)ack賬號，不讀取jack賬號配置文件
su – jack #當(dāng)前用戶登錄切換到j(luò)ack賬號，讀取jack賬號配置文件
8）groupmems
groupmems -l -g root#查看所有屬于root組的用戶
9）id
id#查看當(dāng)前用戶的UID名稱 、 主組名稱GID 、 附屬組名稱GID
id root #查看root用戶的UID名稱、 主組名稱GID 、附屬組名稱GID
id -u root #查看root用戶的UID名稱
id -g root #查看root用戶的主組名稱GID
id -G root #查看root用戶的主組名稱GID 、 附屬組名稱GID
id -nG root #只查看root用戶的主組名稱 、 附屬組名稱
10）chfn
chfn jack #編輯修改用戶jack的注釋 ，與命令：usermod -c ‘a(chǎn)bcdefg’ jack 類似
11）chsh
chsh -s /bin/csh jack #修改用戶jack的shell類型為csh
12）chage
chage jack# 交互式修改用戶jack的密碼策略，包括修改：密碼創(chuàng)建時(shí)間、最小密碼修改期、密碼有效期、過期通知、過期寬限期、賬戶有效時(shí)間
chage -l jack #查看用戶jack的密碼策略
chage -djack #讓用戶jack密碼期限立即過期，重新登錄需要更換密碼
13）passwd
passwd #修改當(dāng)前用戶的賬號密碼
passwd jack #修改jack賬號密碼 （僅限r(nóng)oot賬號）
passwd -e jack #強(qiáng)制jack用戶下次登錄修改密碼 （僅限r(nóng)oot賬號）
echo hello | passwd –stdin jack #利用管道標(biāo)準(zhǔn)輸入，快速將jack用戶密碼修改成hello，無需輸入兩次新密碼，不檢驗(yàn)密碼的復(fù)雜度
14）newgrp
newgrp root#將當(dāng)前用戶的主組切換成root，原主組切換成附屬組，如果當(dāng)前用戶的附屬組沒有root組，切換時(shí)需要輸入root組密碼；如果當(dāng)前用戶的附屬組包含root組，則無需輸入組密碼，直接切換
15）gpasswd
gpasswd jack #創(chuàng)建jack組密碼
gpasswd -a wang jack #將wang用戶添加至jack組里
16）groups
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