Linux下對inode和塊的理解
基本概念
首先講下inode和塊的基本概念。在Linux系統中，文件由元數據和數據塊組成。數據塊就是多個連續性的扇區（sector），扇區是文件存儲的最小單位（每個512字節）。塊（block）的大小，最常見的是4KB，也就是連續8個sector組成，存儲文件數據和目錄數據。而元數據用來記錄文件的創建者、創建日期、大小等，這種存儲文件元數據信息的區域叫做inode，即索引節點。
由於inode也是用來存儲文件相關屬性信息的，所以也會消耗硬盤空間。具體包含的信息有inode號，文件的字節數、User ID、Group ID、讀、寫、執行權限、時間戳（共有三個：ctime指inode上一次變動的時間，mtime指文件內容上一次變動的時間，atime指文件上一次打開的時間）、鏈接數（軟硬鏈接）、數據block的位置，註意沒有文件名。
在硬盤格式化的時候，操作系統就會將硬盤分為兩個區，即數據區和inode區。每個inode節點的大小一般為128B或者256B，inode的總數在格式化文件系統的時候就已經確定。
另外還有幾個概念了解一下：
inode Bitmap：即inode位圖，用二進制的方式記錄了inode的使用情況， 比如inode是否空閑等。
Block Bitmap：即塊位圖，同Inode Bitmap，用二進制方式記錄了塊的使用情況。當查找或創建文件時，會掃描此位圖來尋找空閑的inode號對應的塊。
super block：超級塊包含了該硬盤或分區上的文件系統的整體信息，如文件系統的大小等。
dentry
下圖為文件系統inode區block區圖：
文件的查找、創建、刪除原理
接下來對文件的查找、創建、刪除原理三個方面來對inode和塊的理解。
文件的查找：比如要查找/var/log/message
文件的創建：比如要創建/backup/test.txt（前提backup目錄存在）
文件的刪除：刪除/backup/test.txt
查找
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首先根目錄（目錄也是個文件，不是容器！也可以理解為路徑的映射表）會自引用。找到inode表中對應的條目。（暫且把inode表中inode號和其對應的塊信息成為條目）
- inode表中對應的信息指向根目錄對應的塊，其中有var目錄對應的信息和inode號。
- 系統根據var目錄inode號回頭找到inode表中var目錄其對應的條目。
- 根據var目錄對應的塊信息找到對應的塊，其中有log目錄對應的信息和inode號。
- 系統又根據log目錄inode號在inode表中找到其對應的條目。
- 根據log目錄對應的塊信息找到對應的塊，其中有messages文件。
- 根據messages文件的inode號在inode表中找到其對應的條目。
- 最後系統根據messages對應的條目信息告訴我們messages文件對應了多少的塊，最後給我們呈現的就是所看到的數據。
創建
- 首先掃描inode位圖，找空閑的inode號，找到之後占用。
- 根目錄自引用找到inode表中對應的條目，並根據條目找到對應的塊。
- 依據根目錄對應的塊中backup目錄對應的inode號，回頭找到inode表中條目。
- inode表中條目又找到對應的塊，在這個塊的dentry中新建了一個文件test.txt。
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然後在最開始掃描占用的inode號給到此test.txt文件。
當要存數據給test.txt文件時，會進行如下：
系統掃描塊位圖（加速查找磁盤空閑塊，記錄是否空閑等），找到空閑塊，分配大於數據大小的塊，最後再回收（避免磁盤碎片）。比如要創建10k大小的test.txt文件，一個塊4k，只需要3個塊，系統分配4個或者多於，最後再去把這多余的塊分配到空閑塊中等待使用。
刪除
當要刪除一個文件時，其實就是把其使用的block位圖標記為空閑，inode位圖的相關位置成空，相當於不被占用，系統就認為此文件刪除。但是數據還在，在下次創建文件時，就可覆蓋原已清空block位圖和inode位圖的文件的數據。
文件粉粹也只是使用一些隨機數據填充進原來文件的數據塊中，導致文件難以恢復。
以上
Linux下對inode和塊的理解