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一、Linux简介

我们上面已经介绍到了Linux,我们这里只强调三点。

  • 类Unix系统: Linux是一种自由、开放源码的类似Unix的操作系统
  • Linux内核: 严格来说,Linux这个词本身只表示Linux内核
  • Linux之父: 一个编程领域的传奇式人物。他是Linux内核的最早作者,随后发起了这个开源项目,担任Linux内核的首要架构师与项目协调者,是当今世界最著名的电脑程序员、黑客之一。他还发起了Git这个开源项目,并为主要的开发者。

二、Linux诞生简介

  • 1991年,芬兰的业余计算机爱好者Linus Torvalds编写了一款类似Minix的系统(基于微内核架构的类Unix操作系统)被ftp管理员命名为Linux 加入到自由软件基金的GNU计划中;
  • Linux以一只可爱的企鹅作为标志,象征着敢作敢为、热爱生活。

三、Linux的分类

Linux根据原生程度,分为两种:

  1. 内核版本: Linux不是一个操作系统,严格来讲,Linux只是一个操作系统中的内核。内核是什么?内核建立了计算机软件与硬件之间通讯的平台,内核提供系统服务,比如文件管理、虚拟内存、设备I/O等;
  2. 发行版本: 一些组织或公司在内核版基础上进行二次开发而重新发行的版本。Linux发行版本有很多种(ubuntu和CentOS用的都很多,初学建议选择CentOS),如下图所示:

四、Linux文件系统简介

在Linux操作系统中,所有被操作系统管理的资源,例如网络接口卡、磁盘驱动器、打印机、输入输出设备、普通文件或是目录都被看作是一个文件。


也就是说在LINUX系统中有一个重要的概念:一切都是文件。其实这是UNIX哲学的一个体现,而Linux是重写UNIX而来,所以这个概念也就传承了下来。在UNIX系统中,把一切资源都看作是文件,包括硬件设备。UNIX系统把每个硬件都看成是一个文件,通常称为设备文件,这样用户就可以用读写文件的方式实现对硬件的访问。

五、Inode

inode是linux/unix文件系统和硬盘存储的基础,如果理解了inode,
将会对我们学习如何将复杂的概念抽象成简单概念有重大帮助。

1.Inode是什么?有什么作用?

文件存储在硬盘上,硬盘的最小存储单位是扇区(Sector),每个扇区存储512字节(0.5kb)。
操作系统读取硬盘的数据时,不会一个扇区一个扇区的读取,这样做效率较低,而是一次读取多个扇区,
即一次读取一个块(block)。块由多个扇区组成,是文件读取的最小单位,块的最常见的大小是4kb,约为8个连续的扇区组成。文件数据存储在块中,
但还需要一个空间来存储文件的元信息metadata,如文件拥有者,创建时间,权限,大小等。
这种存储文件元信息的区域就叫inode,译为索引节点。 每个文件都有一个inode,存储文件的元信息
使用 stat 命令可以查看文件的inode信息。每个inode都有一个号码,
Linux/Unix操作系统不使用文件名来区分文件,而是使用inode号码区分不同的文件。

inode也需要消耗硬盘空间,所以在格式化硬盘的时候,操作系统会将硬盘分为2个区域,
一个区域存放文件数据,另一个区域存放inode所包含的信息,
存放inode的区域被称为inode table。

六、文件类型与目录结构

Linux支持很多文件类型,其中非常重要的文件类型有:
普通文件,目录文件,链接文件,设备文件,管道文件,Socket套接字文件等。

  • 普通文件: 普通文件是指txt,html,pdf等等的这样应用层面的文件类型,
    用户可以根据访问权限对普通文件进行访问,修改和删除。
  • 目录文件: 目录也是一种文件,打开目录实际上是打开目录文件。
    目录文件包含了它目录下的所有文件名以及指向这些文件的指针。
  • 链接文件: 链接文件分为符号链接(软链接)文件和硬链接文件

    • 硬链接(Hard Link):硬链接的文件拥有相同的inode,因为操作系统是靠inode来区分文件的,2个inode相同的文件,就代表它们是一个文件。删除一个文件并不会对其他拥有相同inode的文件产生影响,只有当inode相同的所有文件被删除了,这个文件才会被删除。换言之,你建立一个文件的硬链接,这个文件和硬链接它们的inode是相同的,无论你删除的是硬链接还是源文件,都不会对彼此造成影响,除非你把硬链接和源文件都删除,这个文件才被删除。
    • 符号链接(软链接)(Symbolic Link): 符号链接类似于Windows上的快捷方式,它保存了源文件的路径。当符号链接被删除时,并不会影响源文件。但是当源文件被删除时,符号链接就找不到源文件了。

软链接和硬链接:

  • 设备文件:设备文件分为块设备文件和字符设备文件,设备文件一般存于/dev目录下。

    • 字符设备文件: 字符设备是依照先后顺序被存取数据的设备,通常不支持随机存取,此类设备可以按字节/字符来读取数据, 如键盘,串口等等。
    • 块设备文件: 块设备是可以被随机存取数据的设备,应用程序可以访问块设备上任何一块位置。块设备以块的方式读取数据,在windows下也称为簇,块设备不支持字符的方式寻址。如硬盘,软盘,光碟等等。

字符设备与块设备最根本的区别就是它们是否可以被随机访问。

如键盘,当我们在键盘上敲下一个单词: "word"的时候,
那么系统肯定是需要按照顺序来进行读取word的字节流(字符流)的,随机访问在此时是没有意义的。

  • 管道文件: 管道文件一般用于进程间通信,使用mkfifo命令可以创建一个管道文件。
  • Socket套接字文件: 套接字文件被用于网络进程之间的通信,既可以使2台不同的机器进行通信,也可以用于本机的Socket网络程序。

七、Linux目录树

所有可操作的计算机资源都存在于目录树这个结构中,对计算资源的访问,可以看做是对这棵目录树的访问。

Linux的目录结构如下:

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Linux文件系统的结构层次鲜明,就像一棵倒立的树,最顶层是其根目录:

常见目录说明:

  • /bin: 存放二进制可执行文件(ls、cat、mkdir等),常用命令一般都在这里;
  • /etc: 存放系统管理和配置文件;
  • /home: 存放所有用户文件的根目录,是用户主目录的基点,比如用户user的主目录就是/home/user,可以用~user表示;
  • /usr : 用于存放系统应用程序;
  • /opt: 额外安装的可选应用程序包所放置的位置。一般情况下,我们可以把tomcat等都安装到这里;
  • /proc: 虚拟文件系统目录,是系统内存的映射。可直接访问这个目录来获取系统信息;
  • /root: 超级用户(系统管理员)的主目录(特权阶级o);
  • /sbin: 存放二进制可执行文件,只有root才能访问。这里存放的是系统管理员使用的系统级别的管理命令和程序。如ifconfig等;
  • /dev: 用于存放设备文件;
  • /mnt: 系统管理员安装临时文件系统的安装点,系统提供这个目录是让用户临时挂载其他的文件系统;
  • /boot: 存放用于系统引导时使用的各种文件;
  • /lib : 存放着和系统运行相关的库文件 ;
  • /tmp: 用于存放各种临时文件,是公用的临时文件存储点;
  • /var: 用于存放运行时需要改变数据的文件,也是某些大文件的溢出区,比方说各种服务的日志文件(系统启动日志等。)等;
  • /lost+found: 这个目录平时是空的,系统非正常关机而留下“无家可归”的文件(windows下叫什么.chk)就在这里。
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标签: Linux, Java, 文件, 目录, 链接, inode, 设备, Inode

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