Linux文件系统基础概念

Linux文件系统基础概念

一、文件的概念

在Linux系统语境下，文件（file）一般有两个基本含义：

狭义：指普通的文本文件，或二进制文件。包括日常所见的源代码、word文档、压缩包、图片、视频文件等等。

广义：除了狭义上的文件外，几乎所有可操作的设备或接口都可视为文件。包括键盘、鼠标、硬盘、串口、触摸屏、显示器等，也包括网络通讯端口、进程间通讯管道等抽象概念。

二、Linux系统中文件的分类

在Linux中，文件总共被分成了7种，他们分别是：

• 普通文件：存在于外部存储器中，用于存储普通数据（包括音频、视频、图像...）
• 目录文件：用于存放目录项，是文件系统管理的重要文件类型
• 管道文件：一种用于进程间通信的特殊文件，也称为命名管道FIFO
• 套接字文件：一种用于网络间通信的特殊文件
• 链接文件：用于间接访问另外一个目标文件，相当于Windows快捷方式
• 字符设备文件：字符设备在应用层的访问接口
• 块设备文件：块设备在应用层的访问接口

gec@ubuntu:~$ ls -l
-rw-r--r-- 1 gec gec 345 Sep 12:38 a.zip
drwxr-xr-x 2 gec gec 1024 Sep 12:38 dir/
prw-r--r-- 1 gec gec 0 Sep 12:38 pipe
srw-r--r-- 1 gec gec 0 Sep 12:38 socket
lrw-r--r-- 1 gec gec 4 Sep 12:38 link -> a.zip
crw-r--r-- 1 gec gec 1, 3 Sep 12:38 character
brw-r--r-- 1 gec gec 5, 1 Sep 12:38 block

注意到，每个文件信息的最左边一栏，是各种文件类型的缩写，从上到下依次是：

• -（regular）普通文件
• d（directory）目录文件
• p（pipe）管道文件（命名管道）
• s（socket）套接字文件（Unix域/本地域套接字）
• l（link）链接文件（软链接）
• c（character）字符设备文件
• b（block）块设备文件

三、系统IO与标准IO

对文件的操作，基本上就是输入输出，因此也一般称为IO接口。在操作系统的层面上，这一组专门针对文件的IO接口就被称为系统IO；在标准库的层面上，这一组专门针对文件的IO接口就被称为标准IO，如下图所示：

• 系统IO：是众多系统调用当中专用于文件操作的一部分接口。
• 标准IO：是众多标准函数当中专用于文件操作的一部分接口。

从图中还能看到，标准IO实际上是对系统IO的封装，系统IO是更接近底层的接口。如果把系统IO比喻为菜市场，提供各式肉蛋菜果蔬，那么标准IO就是对这些基本原来的进一步封装，是品类和功能更加丰富的各类酒庄饭店。

如何选择系统IO与标准IO

• 系统IO

  • 由操作系统直接提供的函数接口，特点是简洁，功能单一
  • 没有提供缓冲区，因此对海量数据的操作效率较低
  • 套接字Socket、设备文件的访问只能使用系统IO

• 标准IO

  • 由标准C库提供的函数接口，特点是功能丰富
  • 有提供缓冲区，因此对海量数据的操作效率高
  • 编程开发中尽量选择标准IO，但许多场合只能用系统IO

总的来讲，这两组函数接口在实际编程开发中都经常会用到，都是基本开发技能。

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四、文件权限详解

在Linux中，文件权限通过9个字符表示，分为三组：

-rwxr-xr--
 ↑↑↑↑↑↑↑↑↑
 ││││││││└── 其他用户读权限
 │││││││└─── 其他用户写权限
 ││││││└──── 其他用户执行权限
 │││││└───── 所属组读权限
 ││││└────── 所属组写权限
 │││└─────── 所属组执行权限
 ││└──────── 所有者读权限
 │└───────── 所有者写权限
 └────────── 所有者执行权限

常用文件操作命令

# 查看文件类型
file filename

# 查看文件详细信息
ls -l filename

# 改变文件权限
chmod 755 filename

# 改变文件所有者
chown user:group filename

# 创建链接
ln -s target link_name  # 软链接
ln target link_name     # 硬链接

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五、Linux 文件操作基本命令速查表

1. 文件查看

场景	命令
一次性查看全部内容	cat file
带行号查看	cat -n file
分页上下滚动	less file
仅向下翻页	more file
看前 20 行	head -n 20 file
看后 20 行	tail -n 20 file
实时刷新日志	tail -f file

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2. 文件/目录创建

场景	命令
创建空文件	touch file
一次性建多级目录	mkdir -p a/b/c
创建并赋权 755	mkdir -m 755 dir

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3. 文件编辑

场景	命令
新手友好编辑	nano file
高级编辑	vim file

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4. 复制、移动、删除

场景	命令
复制文件	cp src dst
复制目录	cp -r src_dir dst_dir
移动/重命名	mv old new
强制删除文件	rm -f file
递归删目录	rm -r dir
交互式删除	rm -i file
仅删空目录	rmdir dir

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5. 查找与搜索

场景	命令
按名称找文件	find /path -name "*.txt"
按类型找目录	find /path -type d -name "cache"
大于 100 MB 的文件	find /path -size +100M
7 天内修改的文件	find /path -mtime -7
文件内关键词搜索	grep "keyword" file
忽略大小写搜索	grep -i "key" file
反向匹配	grep -v "key" file
递归目录搜索	grep -r "key" /path

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6. 权限与归属

场景	命令
数字赋权	chmod 644 file
给所有人加执行	chmod a+x script.sh
递归改权限	chmod -R 755 dir
改所有者	chown user:group file
递归改归属	chown -R user:group dir

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7. 信息查看

场景	命令
详细列表	ls -l
含隐藏文件	ls -a
人类可读大小	ls -lh
按时间排序	ls -lt
查看文件类型	file file
查看详细属性	stat file

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8. 差异比较

场景	命令
文本差异	diff -u file1 file2
并排对比	diff -y file1 file2
二进制差异	cmp file1 file2

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9. 压缩/解压

场景	命令
打包不压缩	tar -cvf archive.tar dir/
打包+gzip	tar -czvf archive.tar.gz dir/
解压 tar.gz	tar -xzvf archive.tar.gz
仅 gzip 单文件	gzip file
解压 gz	gunzip file.gz

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10. 传输与同步

场景	命令
复制到远程	scp file user@host:/remote/path
远程复制到本地	scp user@host:/remote/file .
目录同步（本地）	rsync -av src/ dst/
同步到远程	rsync -av local_dir/ user@host:remote_dir/

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11. 实用技巧

场景	命令
当前目录大小排行	du -h --max-depth=1 | sort -hr
找大于 100 M 的文件	find /path -size +100M -exec ls -lh {} \;
GBK 转 UTF-8	iconv -f GBK -t UTF-8 in.txt -o out.txt
按 100 MB 分割	split -b 100M bigfile part_
合并分割文件	cat part_* >bigfile
去重排序	sort file | uniq > new_file
统计重复行	sort file | uniq -c

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