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什么叫做 inode ？带你理解 inode 和对于创建文件和删除文件时 inode 都提供了哪些帮助。

2022-07-25 23:46:00 【兔7】

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前言

为了更好的理解和观察，这里我都采用Linux环境进行测试！

此博客为博主以后复习的资料，所以大家放心学习，总结的很全面，每段代码都给大家发了出来，大家如果有疑问可以尝试去调试。

大家一定要认真看图，图里的文字都是精华，好多的细节都在图中展示、写出来了，所以大家一定要仔细哦~

感谢大家对我的支持，感谢大家的喜欢，兔7 祝大家在学习的路上一路顺利，生活的路上顺心顺意~！

inode

为了能解释清楚inode我们先简单了解一下文件系统：

Linux ext2文件系统，上图为磁盘文件系统图（内核内存映像肯定有所不同），磁盘是典型的块设备，硬盘分区被划分为一个个的block。一个block的大小是由格式化的时候确定的，并且不可以更改。例如mke2fs的-b选项可以设定block大小为1024、2048或4096字节。而上图中启动块（Boot Block）的大小是确定的，

Block Group：ext2文件系统会根据分区的大小划分为数个Block Group。而每个Block Group都有着相同的结构组成。
超级块（Super Block）：存放文件系统本身的结构信息。记录的信息主要有：bolck 和 inode的总量，未使用的block和inode的数量，一个block和inode的大小，最近一次挂载的时间，最近一次写入数据的时间，最近一次检验磁盘的时间等其他文件系统的相关信息。Super Block的信息被破坏，可以说整个文件系统结构就被破坏了。
GDT，Group Descriptor Table：块组描述符，描述块组属性信息，有兴趣的同学可以在了解一下。
块位图（Block Bitmap）：Block Bitmap中记录着Data Block中哪个数据块已经被占用，哪个数据块没有被占用。
inode位图（inode Bitmap）：每个bit表示一个inode是否空闲可用。
i节点表：存放文件属性如文件大小，所有者，最近修改时间等。
数据区：存放文件内容。

将属性和数据分开存放的想法看起来很简单，但实际上是如何工作的呢？我们通过touch一个新文件来看看如何工作。

为了说明问题，我们将上图简化：

为了理解这个图，接下来我再引入一下：

那么我们现在就更能理解 ls 、 ls -l 、 cat 命令是再做什么了：

那么创建文件的过程我们也就可以解释了：

既然创建文件了，那么这个文件就得有它的 inode号，也就是从inode Bitmap中申请一个 inode号，然后从 inode Table 里的对应位置，把当前文件的 inode 属性填进去，然后如果有数据写进去了，那就在 Block Bitmap 中申请 block ，并且建立好 inode 和 block 之间的对应关系，然后将数据写进去，然后再将这个文件的文件名和 inode 号填写进当前目录的 inode Table 中。

创建一个新文件主要有一下4个操作：

存储属性
内核先找到一个空闲的i节点（这里是790231）。内核把文件信息记录到其中。
存储数据
  该文件需要存储在三个磁盘块，内核找到空闲块：300,500，800(随便写的)。将内核缓冲区的第一块数据复制到300，下一块复制到500，以此类推。
记录分配情况
  文件内容按顺序300,500,800存放。内核在inode上的磁盘分布区记录了上述块列表。
添加文件名到目录
新的文件名 new.txt 。
  linux如何在当前的目录中记录这个文件？内核将入口(790231，new.txt )添加到目录文件。文件名和inode之间的对应关系将文件名和文件的内容及属性连接起来。