Linux文件存储和删除的过程
我们在Linux上创建或删除一个文件或文件夹,都习以为常,但这背后的实现原理是什么呢?
imap:inode map映射表
bmap:block map映射表
首先看,文件是怎么存储到文件系统中的?
假如要存储a.txt到/tmp目录下。
当a.txt文件要存储到/tmp下时:
1) 元数据区分配node id:从元数据区的inode table中找一个空闲的inode号分配给a.txt,如2222。再将imap表中2222这个inode号标记为已使用。
2) 数据区添加记录:在/tmp的data block中添加一条a.txt文件的记录。该记录中包括一个指向inode号的指针,例如"0x2222"。
3) 元数据区分配data block(每段空间)并写数据到数据区data block:从元数据区bmap中找出空闲的data block,并开始将a.txt中的数据写入到data block中。每写一段空间(ext4每次分配一段空间)就从bmap中找一次空闲的data block,直到存完所有数据。
4) 元数据区设置inode id的data block point:元数据区在inode table中设置关于2222这条记录的data block point指针,通过该指针可以找到a.txt使用了哪些data block。
文件是怎么从到文件系统中删除的?
当要删除a.txt文件时:
1) 元数据区取消inode id的data block point:在inode table中删除指向a.txt的data block指针。这里只要一删除,外界就找不到a.txt的数据了。但是这个文件还存在,只是它是被"损坏"的文件,因为没有任何指针指向数据块。
2) 元数据区释放node id:在imap中将2222的inode号标记为未使用。这个inode号就被释放,可以被后续的文件重用。
3) 数据区删除记录:删除父目录/tmp的data block中关于a.txt的记录。这里只要一删除,外界就看不到也找不到这个文件了。
4) 元数据区释放data block:在bmap中将a.txt占用的block标记为未使用。这里被标记为未使用后,这些data block就可以被后续文件覆盖重用。
考虑一种情况,当一个文件被删除时,但此时还有进程在使用这个文件,这时是怎样的情况呢?外界是看不到也找不到这个文件的,所以删除的过程已经进行到了第(3)步。但进程还在使用这个文件的数据,也能找到这个文件的数据,是因为进程在加载这个文件的时候就已经获取到了该文件占用哪些data block,虽然删除了文件,但bmap中这些data block还没有标记为未使用。
参考资料