Linux 虚拟文件系统

Linux 中的虚拟文件系统（又称伪文件系统）是一类特殊的文件系统，它们不存储于磁盘，而是由内核在内存中动态生成，用作内核与用户空间之间的编程接口,设计它们，主要是为了避免“每加一个内核功能就加一个系统调用”。
核心思想是：用“文件”这个成熟、通用、可组合的接口，去统一复杂多变的内核功能、设备、资源和存储系统。用统一的文件抽象，把存储、设备、内核状态、配置、资源控制和调试接口全部纳入同一套编程模型。

例如：

目录	常见文件系统类型	性质
/proc	procfs，挂载类型常显示为 proc	内核提供的伪文件系统，动态展示进程、内核状态和部分可调参数
/sys	sysfs，挂载类型常显示为 sysfs	内核提供的伪文件系统，展示设备、驱动、总线、内核对象等
/run	tmpfs	内存临时文件系统，存放运行时数据，如 pid 文件、socket、锁文件；重启清空

所以：

• /proc 是 procfs
• /sys 是 sysfs
• /run 通常是 tmpfs

区别在于：

• /proc、/sys 的内容不是真实磁盘文件，而是内核动态生成的接口，读写它们通常是在和内核交互。
• /run 是 tmpfs，内容存在内存和/或 swap 中，可以像普通目录一样创建、删除文件，但重启后消失。
• /var/run 在现代 Linux 上通常是指向 /run 的符号链接。

查看命令：

findmnt /proc /sys /run

或：

stat -f -c '%n -> %T' /proc /sys /run

典型输出类似：

/proc -> proc
/sys -> sysfs
/run -> tmpfs

补充：/sys 下面还可能挂载其他虚拟文件系统，例如 /sys/fs/cgroup 可能是 cgroup2；/run/user/1000 通常也是 tmpfs。另外 /dev 通常是 devtmpfs 或 tmpfs。

📋 Linux 主要虚拟文件系统一览

文件系统类型	典型挂载点	主要作用	示例/说明
内核信息接口
proc (procfs)	/proc	暴露进程、内核状态及部分可调参数	cat /proc/cpuinfo 查看 CPU 信息
sysfs	/sys	以树状结构导出设备、驱动、总线等内核对象	/sys/class/net/eth0/ 下查看网卡属性
debugfs	/sys/kernel/debug	提供内核调试信息（通常仅 root 可访问）	用于调试内核子系统
tracefs	/sys/kernel/tracing	专门用于 ftrace 跟踪框架的接口	与 debugfs 功能相关但更专一
securityfs	/sys/kernel/security	暴露安全模块（如 SELinux、AppArmor）的接口	用于安全策略管理
configfs	/sys/kernel/config	用于动态创建、配置内核对象（如 USB gadget）	用户空间可主动配置内核对象
bpf	/sys/fs/bpf	持久化 BPF 文件系统对象	用于 eBPF 程序和映射的 pinning
pstore	/sys/fs/pstore	在系统崩溃后保留内核日志的持久化存储	用于分析崩溃原因
efivarfs	/sys/firmware/efi/efivars	读写 UEFI 固件变量	仅 UEFI 系统可用
fusectl	/sys/fs/fuse/connections	暴露 FUSE 连接信息	用于管理 FUSE 文件系统连接
设备与终端
devtmpfs	/dev	由内核维护的设备节点文件系统	自动创建设备文件
devpts	/dev/pts	伪终端（PTY）设备节点	每个终端会话对应一个节点
内存与共享
tmpfs	/run, /dev/shm, /tmp 等	基于内存/交换的临时文件系统，重启后消失	用于存放运行时数据、共享内存
ramfs	(通常由 rootfs 使用)	最简单的内存文件系统，大小可动态伸缩	是 tmpfs 的基础，但不使用交换空间
hugetlbfs	/dev/hugepages	用于分配“大页”内存的接口	高性能计算场景常用
进程间通信 (IPC)
mqueue	/dev/mqueue	暴露 POSIX 消息队列对象	用于进程间消息传递
rpc_pipefs	/run/rpc_pipefs	用于 NFS 等 RPC 服务的管道通信	由 sunrpc 模块使用
控制与自动化
cgroup2 (或 cgroup)	/sys/fs/cgroup	控制组层次结构，用于资源限制与隔离	管理进程组的 CPU、内存等资源
autofs	/proc/sys/fs/binfmt_misc 等	自动挂载文件系统，按需触发	常用于自动挂载远程目录或可执行格式
binfmt_misc	/proc/sys/fs/binfmt_misc	注册额外的二进制格式，使内核能执行非原生程序	例如运行 Windows 或 Java 程序
nsfs	(通过 nsfs 类型挂载)	命名空间文件系统，用于操作内核命名空间	与容器技术密切相关

💡 如何查看当前系统的虚拟文件系统

你可以使用以下命令，直观地看到系统中所有已挂载的虚拟文件系统及其类型：

# 查看所有挂载点及其类型
findmnt -t proc,sysfs,tmpfs,devtmpfs,devpts,cgroup,cgroup2,securityfs,debugfs,tracefs,configfs,fusectl,bpf,pstore,efivarfs,mqueue,hugetlbfs,autofs,binfmt_misc,rpc_pipefs,nsfs

# 或者更简单地，过滤 /proc/mounts
cat /proc/mounts | awk '{print $2, $3}' | sort

这些虚拟文件系统是 Linux 系统内部运作的“窗口”和“控制面板”，理解它们有助于你更深入地掌握系统管理、性能调优和容器化技术。