Linux目录是如何存储的?详细流程介绍

在前面,我们知道了一个普通文件是如何存储的,但还有一个特殊的文件,经常用到的目录,它是如何保存的呢?

基于 Linux 一切皆文件的设计思想,目录其实也是个文件,你甚至可以通过 vim 打开它,它也有 inode,inode 里面也是指向一些块。

和普通文件不同的是,普通文件的块里面保存的是文件数据,而目录文件的块里面保存的是目录里面一项一项的文件信息。

在目录文件的块中,最简单的保存格式就是列表,就是一项一项地将目录下的文件信息(如文件名、文件 inode、文件类型等)列在表里。

列表中每一项就代表该目录下的文件的文件名和对应的 inode,通过这个 inode,就可以找到真正的文件。

图片[1]-Linux目录是如何存储的?详细流程介绍-不念博客
目录格式哈希表

通常,第一项是「.」,表示当前目录,第二项是「..」,表示上一级目录,接下来就是一项一项的文件名和 inode。

如果一个目录有超级多的文件,我们要想在这个目录下找文件,按照列表一项一项的找,效率就不高了。

于是,保存目录的格式改成哈希表,对文件名进行哈希计算,把哈希值保存起来,如果我们要查找一个目录下面的文件名,可以通过名称取哈希。如果哈希能够匹配上,就说明这个文件的信息在相应的块里面。

Linux 系统的 ext 文件系统就是采用了哈希表,来保存目录的内容,这种方法的优点是查找非常迅速,插入和删除也较简单,不过需要一些预备措施来避免哈希冲突。

目录查询是通过在磁盘上反复搜索完成,需要不断地进行 I/O 操作,开销较大。所以,为了减少 I/O 操作,把当前使用的文件目录缓存在内存,以后要使用该文件时只要在内存中操作,从而降低了磁盘操作次数,提高了文件系统的访问速度。

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