零基础领跑教科书式博文（DAY2---Linux文件管理）

吾生也有涯,而知也无涯。这篇文章主要讲述零基础领跑教科书式博文：DAY2---Linux文件管理相关的知识，希望能为你提供帮助。
文件管理

文章图片

文件系统结构

文件和目录被组织成一个单根倒置树结构
文件系统从根目录下开始，用“/”表示
根文件系统(rootfs)：root filesystem
文件名称区分大小写
以.开头的文件为隐藏文件
路径分隔的 /
文件有两类数据：
? 元数据：metadata
? 数据：data
文件系统分层结构：LSB Linux Standard Base
FHS: (Filesystem Hierarchy Standard)
? http://www.pathname.com/fhs/
文件名最长255个字节
包括路径在内文件名称最长4095个字节
蓝色--> 目录绿色--> 可执行文件红色--> 压缩文件浅蓝色--> 链接文件灰色--> 其他文件
? cat /etc/DIR_COLORS
除了斜杠和NUL,所有字符都有效.但使用特殊字符的目录名和文件不推荐使用，有些字符需要用引号来引用它们。
标准Linux文件系统（如ext4），文件名称大小写敏感。例如：MAIL, Mail, mail, mAiL

各目录介绍

/boot：引导文件存放目录，内核文件(vmlinuz)、引导加载器(bootloader, grub)都存放于此目录
/bin：供所有用户使用的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序
/sbin：管理类的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序
/lib：启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件(/lib/modules)
/lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置
/etc：配置文件目录
/home/USERNAME：普通用户家目录
/root：管理员的家目录
/media：便携式移动设备挂载点
/mnt：临时文件系统挂载点
/dev：设备文件及特殊文件存储位置
? b: block device，随机访问
? /dev/sda
? c: character device，线性访问
? /dev/zero
/opt：第三方应用程序的安装位置
/srv：系统上运行的服务用到的数据
/tmp：临时文件存储位置
/usr: universal shared, read-only data
? bin: 保证系统拥有完整功能而提供的应用程序
? sbin:
? lib：32位使用
? lib64：只存在64位系统
? include: C程序的头文件(header files)
? share：结构化独立的数据，例如doc, man等
? local：第三方应用程序的安装位置
　? bin, sbin, lib, lib64, etc, share
/var: variable data files
? cache: 应用程序缓存数据目录
? lib: 应用程序状态信息数据
? local：专用于为/usr/local下的应用程序存储可变数据；
? lock: 锁文件
? log: 日志目录及文件
? opt: 专用于为/opt下的应用程序存储可变数据；
? run: 运行中的进程相关数据,通常用于存储进程pid文件
? spool: 应用程序数据池
? tmp: 保存系统两次重启之间产生的临时数据
/proc: 用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统
/sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统
? echo "- - -" & gt; /sys/class/scsi_host/host0/scan
/selinux: security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置

? CentOS 7目录变化

/bin 和 /usr/bin
/sbin 和 /usr/sbin
/lib 和/usr/lib
/lib64 和 /usr/lib64

? 应用程序组成部分

二进制程序：/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin, /usr/local/bin, /usr/local/sbin
库文件：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local/lib64
配置文件：/etc, /etc/DIRECTORY, /usr/local/etc
帮助文档
? /usr/share/man, /usr/share/doc, /usr/local/share/man, /usr/local/share/doc

Linux下的文件类型及目录文件类型

-：普通文件
d: 目录文件
b: 块设备
c: 字符设备
l: 符号链接文件
p: 管道文件pipe
s: 套接字文件socket

相关命令 cd

改变目录
使用绝对或相对路径：
? cd /home/fang
? cd home/fang
切换至父目录： cd ..
切换至当前用户主目录： cd
切换至以前的工作目录： cd -
选项：-P
相关的环境变量：
? PWD：当前目录路径
? OLDPWD：上一次目录路径

pwd

printing working directory
? -P 显示真实物理路径 软链接的时候有用到
? -L 显示链接路径（默认）

列出当前目录的内容或指定目录
用法：ls [options] [files_or_dirs]
示例
? ls -a 包含隐藏文件
　? ls -d /etc/.*
　? ls -d /etc/.[^.]* 目录下所有隐藏文件
　? ls -I "[^.]*" -a
　? l.
? ls -l 显示额外的信息
? ls -R 目录递归通过
　? ls -lR /etc/ | grep "^-" | wc -l 统计目录所有的文件
? ls -ld 目录和符号链接信息
　? ls -ld /etc 查看目录信息
【零基础领跑教科书式博文（DAY2---Linux文件管理）】? ls -1 文件分行显示
? ls –S 按从大到小排序
　? ls -Sr 按从小到大排序
? ls –t 按mtime排序
? ls –u 配合-t选项，显示并按atime从新到旧排序
? ls –U 按目录存放顺序显示
? ls –X 按文件后缀排序

stat

文件：metadata, data
三个时间戳：
? access time：访问时间，atime，读取文件内容
　? ls -l 1.file --time=atime
? modify time: 修改时间, mtime，改变文件内容（数据）
　? ls -l 默认看到的时间
? change time: 改变时间, ctime，元数据发生改变

touch

touch [OPTION]… FILE…
? -a 仅改变 atime和ctime
? -m 仅改变 mtime和ctime
? -t [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss]
? -c 如果文件不存在，则不予创建

cp [OPTION]… [-T] SOURCE DEST
cp [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY
cp [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE…
cp常用选项
? -i：覆盖前提示 –n:不覆盖，注意两者顺序
? -r, -R: 递归复制目录及内部的所有内容
? -a: 归档，相当于-dR --preserv=all （保留属性常用）
? -d：--no-dereference --preserv=links 不复制原文件，只复制链接名
? --preserv[=ATTR_LIST]
　? mode: 权限
　? ownership: 属主属组
　? timestamp:
　? links
　? xattr
　? context
　? all
? -p: 等同--preserv=mode,ownership,timestamp
? -v: --verbose
? -f: --force
? -u:--update 只复制源比目标更新文件或目标不存在的文件
? --backup=numbered 目标存在，覆盖前先备份加数字后缀
cp SRC DEST SRC是文件：
? 如果目标不存在：新建DEST，并将SRC中内容填充至DEST中
? 如果目标存在：
　? 如果DEST是文件：将SRC中的内容覆盖至DEST中
　? 如果DEST是目录：在DEST下新建与原文件同名的文件，并将SRC中内容填充至新文件中
cp SRC DEST SRC是目录：
? 此时使用选项：-r
? 如果DEST不存在：则创建指定目录，复制SRC目录中所有文件至DEST中；
? 如果DEST存在：
　? 如果DEST是文件：报错
　? 如果DEST是目录:在DEST下新建与原目录同名的目录，并将SRC中内容复制至新目录中
? 示图

文章图片

mv [OPTION]… [-T] SOURCE DEST
mv [OPTION]… SOURCE… DIRECTORY
mv [OPTION]… -t DIRECTORY SOURCE…
常用选项
? -i: 交互式
? -f: 强制
mv f1 /dir2/f2 底层实现原理
? 同一分区：Inode节点编号跟数据存放位置不变,原文件与新文件为同一个文件
? 不同分区：Inode节点编号跟数据存放位置发生变化，原文件与新文件为不同文件
ln -s /root/f1 /root/2/f2 底层实现原理
? 在/root/2/目录下创建新文件f2、Inode节点编号发生变化
? f2为f1的软链接，访问f2 Inode指针指向f1的数据存放位置

rename

批量修改文件

? 示例

touch f{1..100}.txt rename "txt" "txt.bak" *.txt rename \'.bak\' \'\' *.bak

rm [OPTION]… FILE…
常用选项：
? -i 交互式
? -f 强制删除
? -r 递归
? rm -rf 慎用
? alias rm=mv -t /trash
删除大文件方法、立即释放空间
? > bigfile
? rm -f bigfile
shred 反复覆盖
? shred -zvu -n5 f2
? u 是否删除文件

tree

-d: 只显示目录
-L level：指定显示的层级数目
? tree -d -L 1 /etc
-P pattern: 只显示由指定pattern匹配到的路径

mkdir

-p: 存在于不报错，且可自动创建所需的各目录
-v: 显示详细信息
-m MODE: 创建目录时直接指定权限

rmdir

-p: 递归删除父空目录
-v: 显示详细信息

file

文件可以包含多种类型的数据
检查文件的类型，然后确定适当的打开命令或应用程序使用
file [options] …
常用选项:
? -b 列出文件辨识结果时，不显示文件名称
? -f filelist 列出文件filelist中文件名的文件类型
? -F 使用指定分隔符号替换输出文件名后默认的”:”分隔符
? -L 查看对应软链接对应文件的文件类型
? --help 显示命令在线帮助
? hexdump -C -n 100 f1 查看文件2进制前100个字节

文件通配符

* 匹配零个或多个字符
? 匹配任何单个字符
~ 当前用户家目录
~ fang 用户fang家目录
~ + 当前工作目录
~ - 前一个工作目录
[0-9] 匹配数字范围
[a-z]：字母
? 示例

ll [a-c].file-rw-r--r--. 1 root root 0 Nov5 06:49 a.file -rw-r--r--. 1 root root 0 Nov5 06:49 A.file -rw-r--r--. 1 root root 0 Nov5 06:49 b.file -rw-r--r--. 1 root root 0 Nov5 06:49 B.file -rw-r--r--. 1 root root 0 Nov5 06:49 c.file
[A-Z]：字母
[fang] 匹配列表中的任何的一个字符
[^fang] 匹配列表中的所有字符以外的字符

? 预定义的字符类

[:digit:]：任意数字，相当于0-9
[:lower:]：任意小写字母
[:alnum:]：任意数字或字母
[:blank:]：水平空白字符
[:space:]：水平或垂直空白字符
[:punct:]：标点符号
[:print:]：可打印字符
[:cntrl:]：控制（非打印）字符
[:graph:]：图形字符
[:xdigit:]：十六进制字符

索引节点 inode

df -i 查看分区的节点使用率
? echo {1..600000}.file | xargs touch测试
? Inode节点使用率100%，会导致磁盘有剩余空间、但文件无法写入
inode（index node）表中包含文件系统所有文件列表
一个节点（索引节点）是在一个表项，包含有关文件的信息（元数据），包括：
? 文件类型，权限，UID，GID
? 链接数（指向这个文件名路径名称个数）
? 该文件的大小和不同的时间戳
? 指向磁盘上文件的数据块指针
? 有关文件的其他数据
inode表结构
? 示图

文章图片

文章图片
目录与inode关系
? 文件引用的是 inode号
? 人是通过文件名来引用一个文件
? 一个目录是目录下的文件名和文件inode号之间的映射
? 示图

文章图片
节点编号
? 独立分区的目录挂载点，Inode节点编号一样
? Centos7 挂截点节点编号64
? Centos6 挂载点节点编号2
? 同一分区内的文件、Inode节点编号相同为同一个文件
指针与数据块的关系
? 直接指针的数量为12个
? 直接指针可表达的48k以内的容量
? 一个间接指针可表达4M的容量
? 间接指针指向一个4K的数据块，每个数据块包含1024个小块，每块小块指向4K的数据，所以一个间接指针可表达 1024X4=4M的数据
? 双重间接指针可表达4G的容量
? 三级指针可表达4T的容量
Inode节点编号与目录的关系
? 目录的节点编号的指针、所指向的数据块，存放的是它目录下文件的节点编号与文件名称列表

相关命令与inode索引关系
cp和inode

命令： cp
? 分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目
? 在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联
? 拷贝数据生成新的文件

rm和inode

命令： rm
? 链接数递减，从而释放的inode号可以被重用
? 把数据块放在空闲列表中
? 删除目录项
? 数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖。

mv和inode

如果mv命令的目标和源在相同的文件系统，作为mv 命令
? 用新的文件名创建对应新的目录项
? 删除旧目录条目对应的旧的文件名
? 不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！
如果目标和源在一个不同的文件系统， mv相当于cp和rm

软、硬链接硬链接

创建硬链接会增加额外的记录项以引用文件
对应于同一文件系统上一个物理文件
每个目录引用相同的inode号
创建时链接数递增
删除文件时：
? rm命令递减计数的链接
? 文件要存在，至少有一个链接数
? 当链接数为零时，该文件被删除
不能跨越驱动器或分区
语法:
? ln filename [linkname ]
? ln file1 file2 本质上给file1 起了一个新的名字同一个文件、不同的名字

软（或符号）链接

一个符号链接指向另一个文件
? 软链接本质上不是同一个文件，链接文件依赖原文件
ls - l的显示链接的名称和引用的文件
一个符号链接的内容是它引用文件的名称
可以对目录进行
可以跨分区
指向的是另一个文件的路径；其大小为指向的路径字符串的长度；不增加或减目标文件inode的引用计数；
语法：
? ln -s filename ??[linkname] 创建软链接
? ln -snf newfilename [linkname] 更改软链接
? 示例

ls -l /dev/sda brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Nov5 15:56 /dev/sda #8设备类型 #0这个类型的第几个设备
软链接文件的大小由指向文件的字节数决定

软、硬链接本质区别

软链接本质上是一个新的文件、只是一个快捷方式，硬链接本质上是同一个文件，重新命名了一个新名称
创建软链接不会增加链接数，创建硬链接、会增加文件链接数
软链接支持跨分区、跨设备、目录，硬链接不支持跨分区、跨设备、目录
创建软链接节点编号与原始文件节点编号不相同。创建硬链接，节点编号与原始文件节点编号相同
软链接文件与原始文件有主次之分，软链接文件依赖原始文件。硬链接文件与原始文件关系平等

练习

显示/var目录下所有以l开头，以一个小写字母结尾，且中间出现至少一位数字的文件或目录

ls /var/l*[0-9]*[[:lower:]]
显示/etc目录下以任意一位数字开头，且以非数字结尾的文件或目录

ls /etc/[0-9]*[^0-9]
显示/etc/目录下以非字母开头，后面跟了一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录

ls -d /etc/[^[:alpha:]][[:alpha:]]*
显示/etc/目录下所有以rc开头，并后面是0-6之间的数字，其它为任意字符的文件或目录

ls -d/etc/rc[0-6]*
显示/etc目录下，所有以.d结尾的文件或目录

ls -d /etc/*.d
显示/etc目录下，所有.conf结尾，且以m,n,r,p开头的文件或目录

ls -d /etc/[mnrp]*.conf
只显示/root下的隐藏文件和目录

ls -d /root/.*
只显示/etc下的非隐藏目录

ls -d /etc/*/
定义别名命令baketc，每天将/etc/目录下所有文件，备份到/app独立的子目录下，并要求子目录格式为 backupYYYY-mm-dd，备份过程可见

alias baketc=\'cp -av /etc/ /app/backup$(date +%F)\'
创建/app/rootdir目录，并复制/root下所有文件到该目录内，要求保留原有权限

mkdir /app ; cp -av /root/ /app/rootdir
备份/root下所有内容(包括隐藏和非隐藏)到/data目录下

cp -ar /root/. /data
如何创建/testdir/dir1/x, /testdir/dir1/y, /testdir/dir1/x/a, /testdir/dir1/x/b, /testdir/dir1/y/a, /testdir/dir1/y/b

mkdir -pv /testdir/dir1/{x,y}/{a,b}
如何创建/testdir/dir2/x, /testdir/dir2/y, /testdir/dir2/x/a,/testdir/dir2/x/b

mkdir -pv /testdir/dir2/{x/{a,b},y}
如何创建/testdir/dir3, /testdir/dir4, /testdir/dir5, /testdir/dir5/dir6, /testdir/dir5/dir7

mkdir -pv /testdir/{dir3,dir4,dir5/{dir6,dir7}}