程序员必须了解的Linux基础(目录和磁盘)

引言：本文主要介绍，Linux的目录标准，目录和文件常用操作命令，文件系统三部分

Linux目录标准：FHS

我们使用的Linux服务器，虽然有很多不同的发行版，但他们的文件目录都有一些相似性。Linux目录配置的依据是FHS（https://www.pathname.com/fhs/）标准。FHS建议根目录最好单独分区，尤其与安装的应用程序分开，这样根目录所在的文件系统不容易发生问题。

FHS标准里主要定义了 1：根目录/ 2:/usr 3:/var 三个目录应该放置的内容。下面分别列举三个目录下比较常用的目录及存放的文件内容，详情还请参照FHS官方文档：

一：根目录 / 下必须存在的目录及作用

• /bin：系统的可执行文件存放在这里，比如常用的:cd cp find chmod chown等命令们
• /boot：存放系统启动使用的文件
• /dev：设备和接口设备都以文件的形式存在此目录下,其中还包括，标准输入：stdin 标准错误：stderr 标准输出：stdout
• /etc：系统主要的配置文件，比如用户的账号密码和各服务的启动文件等
• /lib：系统的函数库
• /media：软盘、光盘、DVD等临时设备挂载目录
• /mnt：暂时挂载一些额外的目录
• /opt：第三方辅助软件放置的目录
• /run：系统启动之后的一些信息
• /sbin：启动过程中需要的命令
• /srv：一些网络服务启动之后的数据存放位置
• /tmp：临时文件存放
• /usr：第二层有更多目录要求
• /var：第二层有更多目录要求

二：/usr目录下必须存在的目录

• /usr/bin/：所有用户能够使用的命令。Centos7已经把全部的用户能够使用的命令都放在了这里，根目录下的/bin链接到这里
• /usr/lib/：根目录的lib链接到此目录
• /usr/local/：系统管理员给自己本机下载的软件
• /usr/sbin/：根目录的sbin链接到此
• /usr/share：放置一些可以共享的只读数据文件，比如一些帮助文档、说明文档

三：/var目录：主要存放一些经常变动的文件，比如MySQL、Redis数据库文件

• /var/cache/：应用程序本身运行过程中产生的一些缓存
• /var/lib/：应用程序执行过程中需要使用的数据文件
• /var/log/：日志文件存放目录
• /var/run/：某些程序启动之后的PID放在此目录下，链接到/run目录

目录和文件常用操作命令

文件目录查看：ls [-alSt]

• a：全部的文件连同隐藏文件
• l：详细显示信息包含文件的属性和权限等数据
• S：依文件容量大小排序
• t：依时间排序

切换目录：cd 目录

显示当前目录：pwd

创建目录：mkdir 目录

删除目录：rmdir 目录

复制：cp [-rip] 源文件 目标文件

• r：递归复制
• i：若目标文件已存在，询问是否覆盖
• p：连同文件的（权限、用户、时间）一起复制，通常在备份时使用

删除：rm [-fr] 目录/文件

• f：强制删除
• r：删除目录时，递归删除

移动：mv [-fi] 源文件 目标文件

• f：强制移动
• i：目标文件已存在时，询问是否覆盖

查看文件内容：

显示全部文件内容：cat [-n] 文件

n：打印行号

查看前n行文件：head [-n 数值] 文件

-n 数值：前n行，默认是10行

查看倒数前n行：tail [-n 数值] 文件

-n 数值：前n行，默认是10行

创建文件：touch [-m] 文件

m：修改文件的mtime（上次被修改的时间）

文件打包tar命令：

打包并压缩：tar [-z|-j|-J] [cv] [-f 打包完的文件名] 需要压缩的目录/文件

解压缩：tar [-z|-j|-J] [xv] [-f 需要解压的文件] -C 目录

查看：tar [-z|-j|-J] [tv] [-f 需要查看的压缩文件]

z,j,J代表三种压缩方式，分别为：z：gzip j:bzip2 J:xz

bzip2的压缩比通常优于gzip，xz的压缩比又优于bzip2，但是xz的压缩效率很低，很小的文件要比较久的时间才能生成压缩包

这么多参数有时候不好记忆，其实用的最多的就是:

• 压缩：tar -zcv -f file1.gz /home
• 解压：tar -zxv -f file1.gz -C /home

查找执行文件：which [-a] command

a: 将所有由PATH目录中找到的命令都列出，默认只列出第一个

查找命令：whereis [-l] 文件或目录名

l：列出查找了多少目录

查找命令：local [-ir] 文件/目录

i:忽略大小写差异

r:文件/目录可以写正则表达式

查找命令：find [目录] [option] [action]

eg:

• find / -user xingzhou 属于用户xingzhou的所有文件
• find / -name xingzhou 查找文件名为xingzhou的文件
• find / -name "*xingzhou*"查找文件名包含xingzhou的文件
• find / -mtime 0 24小时内有修改的文件
• find / -mtime 3 3天前的那一天24小时内有修改的文件
• find / -mtime -3 小于等于三天内有修改的文件
• find / -mtime +3 大于等于四天前有修改的文件

说明：find命令是从磁盘上直接查找文件会比较耗时。whereis只是查找系统中的特定目录，local从系统的数据库中查找所以这两个命令会比较快。但是系统的文件存储信息数据库并不是实时更新的，所以local查询的文件结果可能没那么准确。

文件系统

概要：

操作系统为了管理和使用磁盘，发明了文件系统。Linux常用的文件系统有ext2 ext3 ext4 ，这些都是索引式文件系统。所谓的索引式文件系统就是给存储在磁盘上的文件内容建立索引。建立索引的目的当然是为了更快的查找文件内容。索引式文件系统通常有三类区块来存放不同的数据：超级区块、inode区块、数据区块。超级区块里存放文件系统的属性，还有inode和数据区块的总量、使用量、剩余量等信息inode：记录文件的属性，同时记录文件内容存放的数据区块（可以认为是文件系统的索引）数据区块：存放具体的文件内容。不同的文件系统对于区块的划分细节会有些差异，但原理是一致的。Centos7默认开始使用xfs文件系统，xfs文件系统，是一个日志文件系统。（https://baike.baidu.com/item/XFS#ref_[2]_1222157）更适合一些高容量的磁盘和大型文件的存储。

使用：

磁盘在使用之前需要进行“挂载”，挂载就是把磁盘和目录建立联系。

挂载的具体命令是：mount

依照/etc/fstab的配置挂载所有磁盘：mount -a

查看当前的挂载信息：mount

挂载某个目录：

• mount [-t 文件系统] LABEL='' 目录
• mount [-t 文件系统] LABEL='' 目录
• mount [-t 文件系统] LABEL='' 目录

mount --bind 目录1 目录2：把目录1挂载到目录2下，挂载的是目录而不是文件系统，此时目录1和目录2链接到了同一个inode。

取消挂载：umount [-fnl] 设备文件名/目录

• f:强制取消
• n:卸载但是不更新/etc/mtab文件
• l:立刻卸载文件系统

几个查看命令：

df [-ahi] [目录/文件]

• a:列出所有的文件系统，包括/proc（等下再解释这个目录）
• h:以易读的形式显示
• i：显示inode的数量，而不是磁盘容量

du [-sham] 文件/目录

• s:仅显示总量
• h:以易读的容量显示
• a:列出所有文件和目录的容量
• m:以M为单位，显示容量

eg：du -sm /*：仅列出根目录下孩子目录的容量，不统计孙子目录

补充说明下/proc目录：/proc是进程文件系统，proc目录下的内容都是存储在内存中的，不占用磁盘（https://zh.wikipedia.org/wiki/Procfs）

swap(内存交换分区）

我们执行free命令，会看到有一栏是Swap，swap是一个特殊的分区，称为内存交换分区，当系统内存不足的时候，可以当内存使用。其实对于绝大多数互联网的服务端开发场景，机器的内存配置往往很充足，再就是可以以来cgroups去分配合适的内存，swap可能没那么有必要了。

如果有的业务场景，不追求速率，只要进程不挂慢慢跑就可以，这种的话就可以设置swap。

如果排查swap开启之后，是否影响性能，可以使用vmstat 2命令，查看 si so 来观察对性能的影响，这两个值越大，对性能影响越严重。

总结：其实关于“Linux的目录和磁盘”需要学习的地方还有很多，这里仅仅列出来了一些常用的知识点，需要系统的了解的话，可以通过官网、源码、技术书籍等途径去学习。