1 文件系統的尋址過程——以cat命令是如何讀出文件內容、文件的刪除過程為例

在操作系統級別看存儲空間的話，是分為很多的block塊，這些block塊是分為很多種類的

當我們使用cat命令查看文件的時候，比如 cat /1.txt ，那么首先會去尋找根目錄/，Linux一切皆文件，目錄也是文件，根據目錄名找到inode編號，然后查看歸屬信息和權限，是否擁有cat權限，如果有的話再根據指針尋找指向的內容，/的inode block的指針應該是指向/目錄的目錄塊directiry block。然后在/目錄的directiry block塊中搜索1.txt文件，如果有，找到它的inode號，然后根據1.txt的inode編號找到該文件的inode block，檢測歸屬和權限，如果有權限，則根據指針尋找指針指向，該指針指向的就是文件1.txt的具體內容所在的數據塊。這樣就可以把文件內容讀出來了。

如果我們要刪除一個文件的時候，比如刪除1.txt，首先在super block中，會把1.txt的inode編號標記為free(自由的)，也就是可用的。然后再去該文件所在的目錄塊（比如/目錄）中把a.txt和inode編號1111的映射關系刪掉。最后一步，把1.txt的數據所在的數據塊標記為free，也就是可用的，如果有其它數據要存儲，那么這個block是可以分配的。但是，實際上，block里面的內容還沒有被抹去，刪除只是刪除了尋址的方式和映射關系，真正的文件數據還是保存在block中的。

所以，刪除的數據是可以恢復的，首先在super block中把inode1111重新標記為不可分配，然后在directory block中把1.txt和inode1111的映射關系重新建立起來，那么數據就恢復成功了。數據恢復就是一個重新建立關系，打通尋址路徑的過程。

文件只有在被覆蓋的時候，才算是真正的刪除了，也就是有當其他數據正好存在1.txt數據所用的block中時，把原來1.txt文件的內容覆蓋掉，這才算是真正的刪除。所以說，沒有真正的刪除，我們沒有辦法直接把物理硬盤的數據抹去，只能通過刪除映射關系，覆蓋原數據的方式去刪除。（我們看到的磁盤還有多少G空間都是一個邏輯的概念，實際上你的硬盤可能已經全是數據了，只不過有的空間不可用，它保存了你需要的數據，而那些被標記為free狀態的block是可用的，即使它上面有數據也是你已經刪除不需要的數據，當你保存新數據的時候就會分配一些被標記為free狀態的block給你，你的新數據會覆蓋掉原來的數據，這樣新數據就被保存了。所以，一定要分清楚邏輯的可用空間概念和物理硬盤的概念）

綜上，磁盤沒有真正的刪除操作，只能覆蓋。而格式化的過程就是建立文件系統的過程，也就是把各種block塊劃分出來的過程。

如圖，我們用ll命令查看到的信息就是存在18653這個inode block中的

所以，即便是建新文件，磁盤空間也會被占用（雖然沒有實際數據，但是會有inode中的信息）

不管是新建還是刪除文件，第一步都是找super block，分配編號或者把編號標記為free，第二步去目錄中增加或刪除映射關系，第三步給文件的inode塊關聯一個數據塊或把關聯的數據塊標記free。

2 深入探析軟鏈接和硬鏈接本質

軟鏈接相當于Windows下的快捷方式，修改軟鏈接文件，源文件內容也會改變，修改源文件內容，軟鏈接文件內容隨之改變。刪除軟鏈接不影響源文件，刪除源文件軟鏈接文件失效。

修改硬鏈接文件，源文件內容也會改變，修改源文件內容，硬鏈接文件內容隨之改變。刪除硬鏈接文件，源文件無影響；刪除源文件，硬鏈接文件無影響。

那么軟鏈接和硬鏈接這些特性是怎么來的呢？首先我們知道，文件存儲分為兩部分，一部分是inode block，另一部分是數據block。

軟鏈接是指向文件名的

硬鏈接是指向inode的

一個分區就是一個文件系統，軟鏈接可以跨分區而硬鏈接不可以跨分區。

這是因為不同分區可以有相同的文件名，但是inode唯一標識一塊block。硬鏈接是指向inode編號的，假如說我現在有一個1.txt的inode編號為12345，該文件在磁盤分區1上面。我現在在磁盤分區2中創建一個指向inode12345的硬鏈接文件，這兩個12345inode編號指向的是自己分區的block塊，這兩個block根本就不是同一塊磁盤空間。

在操作系統級別，維護的都是inode編號，也就是說操作系統不認文件名，只認inode編號。我們知道，在文件系統中，inode block中有一個指針，軟鏈接的指針就是指向源文件的文件名的。

實際上，在每個目錄中都有兩個隱藏文件，.是當前目錄的硬鏈接，…是上一級目錄的硬鏈接。