Linux 文件管理

文件系统

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) www.pathname.com/fhs/

文件名规则

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
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

文件系统结构

/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: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；c: character device，线性访问
/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
/selinux: security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置

应用程序的组成部分

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
帮助文件:/usr/share/man, /usr/share/doc, /usr/local/share/man,/usr/local/share/doc

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

显示当前工作目录

每个shell和系统进程都有一个当前的工作目录
CWD:current work directory
显示当前shell CWD的绝对路径
pwd: printing working directory -P显示真实物理路径；-L显示链接路径（默认)

绝对路径和相对路径

绝对路径以正斜杠开始完整的文件的位置路径可用于任何想指定一个文件名的时候
相对路径名不以斜线开始指定相对于当前工作目录或某目录的位置可以作为一个简短的形式指定一个文件名
基名: basename
目录名:dirname

更改目录

cd改变目录使用绝对或相对路径:cd /home/wang/cd；home/wang 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

列出目录内容

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 -l显示额外的信息；ls -R目录递归通过 ls -ld目录和符号链接信息；ls -1文件分行显示 ls -S按从大到小排序；ls -t按mtime排序 ls -u配合-t选项，显示并按atime从新到日排序；ls -U按目录存放顺序显示 ls -X按文件后缀排序

查看文件状态

stat
文件: metadata, data
三个时间戳: access time:访问时间，ratime，读取文件内容 modify time:修改时间, mtime，改变文件内容（数据) change time:改变时间, ctime，元数据发生改变

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
~ wang 用户wang家目录
~＋当前工作目录
~ -前一个工作目录
[0-9]匹配数字范围
[wang]匹配列表中的任何的一个字符
[^wang]匹配列表中的所有字符以外的字符
预定义的字符类: man 7 glob [:digit:]:任意数字，相当于0-9；[:lower:]:任意小写字母 [:upper:]:任意大写字母；[:alpha:]:任意大小写字母 [: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

文件管理命令

创建空文件和刷新时间

touch命令
格式: touch [OPTION]... FILE... -a仅改变atime和ctime；-m仅改变 mitime和ctime -t [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss] 指定atime和mtime的时间戳；-c如果文件不存在，则不予创建

复制文件和目录cp

cp [OPTION]...[-T]SOURCE DEST
cp [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
cp [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...
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中基于安全，建议为cp命令使用-i选项如果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...: 多个文件 DEST必须存在，且为目录，其它情形均会出错
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:

源\目标	不存在	存在且为文件	存在且为目录
一个文件	新建DEST，并将SRC中内容填充至DEST中	将SRC中的内容覆盖至DEST中注意数据丢失风险!建议用-i选项	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
多个文件	提示错误	提示错误	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
目录需用-r选项	创建指定DEST同名目录，复制SRC目录中所有文件至DEST下	提示错误	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

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
-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
-b:目标存在，覆盖前先备份
--backup=numbered目标存在，覆盖前先备份加数字后缀

移动和重命名文件

mv [OPTION]... [-T] SOURCE DEST
mv [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
mv [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE... 常用选项: -:交互式 -f:强制 -b:目标存在，覆盖前先备份

删除文件

rm [OPTION]... FILE...
常用选项: -i 交互式 -f 强制删除 -r 递归 --no-preserve-root 删除/

表节点结构

目录操作

tree显示目录树 -d:只显示目录 -L level:指定显示的层级数目 -P pattern:只显示由指定pattern匹配到的路径
mkdir 创建目录 -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 删除空目录 -p:递归删除父空目录 -v:显示详细信息
rm -r 递归删除目录树

索引节点

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

一般inode表会占用文件系统磁盘空间的1%。一个目录文件的内容就是一个该目录下所有文件的目录项的列表。

cp和inode

在CP的命令: 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

rm命令: 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l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

软链接和硬链接

硬链接:对一个文件，起多个名字。
软链接:原始文件一般路径用相对路径，相对路径一定相对于软链接文件的路径
硬链接和软链接区别同一个文件? 跨分区? 链接数增长? inode Number 是否相同? 原始文件册除,链接文件可否访问? 大小? 支持目录? 相对路径?

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: In filename [linkname ]

符号（软）链接

一个符号链接指向另一个文件
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;不增加或减少目标文件inode的引用计数;
语法: ln -s filename [linkname]

确定文件内容

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

文件重定向

标准输入输出

程序:指令＋数据读入数据:lnput；输出数据:Output
打开的文件都有一个fd: file descriptor(文件描述符)
Linux给程序提供三种I/O 设备标准输入(STDIN) -0 默认接受来自键盘的输入标准输出(STDOUT) -1 默认输出到终端窗口标准错误(STDERR) -2 默认输出到终端窗口
I/O重定向:改变默认位置

把输出和错误重新定向到文件

STDOUT和STDERR可以被重定向到文件命令操作符号文件名支持的操作符号包括: > 把STDOUT重定向到文件 2> 把STDERR重定向到文件 &> 把所有输出重定向到文件
> 文件内容会被覆盖 set -C 禁止将内容覆盖已有文件,但可追加 > file强制覆盖 set+C 允许覆盖
>> 原有内容基础上，追加内容
2> 覆盖重定向错误输出数据流
2>> 追加重定向错误输出数据流
标准输出和错误输出各自定向至不同位置 COMMAND > /path/to/file.out 2> /path/to/error.out
合并标准输出和错误输出为同一个数据流进行重定向 &>覆盖重定向 &>>追加重定向 COMMAND > /path/to/file.out 2>&1(顺序很重要) COMMAND > > /path/to/file.out 2>&1
()∶合并多个程序的STDOUT ( cal 2007 ; cal 2008 ) > all.txt

tr命令

tr 转换和删除字符
tr [OPTION].…. SET1 [SET2]
选项: -c -C --complement:取字符集的补集 -d --delete:删除所有属于第一字符集的字符 -s --squeeze-repeats:把连续重复的字符以单独一个字符表示 -t --truncate-set1:将第一个字符集对应字符转化为第二字符集对应的字符
[:alnum:]:字母和数字；[:alpha:]:字母；[:cntrl:]:控制(非打印)字符;；[:digit:]:数字；[:graph:]:图形字符；[:lower:]:小写字母；[:print:]:可打印字符；[:punct:]:标点符号；[:space:]:空白字符；[:upper:]:大写字母；[:xdigit:]: 十六进制字符

从文件中导入STDIN

使用<来重定向标准输入
某些命令能够接受从文件中导入的STDIN tr 'a-z''A-Z' </etc/issue 该命令会把/etc/issue中的小写字符都转换成大写字符
tr -d abc </etc/fstab 删除fstab文件中的所有abc中任意字符
cat > file (文本) 按ctrl+d离开，可以使用文件来代替键盘的输入
Cat > filea < fileb

把多行发送给STDIN

使用“<<终止词”命令从键盘把多行重导向给STDIN 直到终止词﹐位置的所有文本都发送给STDIN 有时被称为就地文本(heretext)

管道

管道（使用符号“|”表示)用来连接命令命令1│命令2│命令3 | ...

将命令1的STDOUT发送给命令2的STDIN，命令2的STDOUT发送到命令3的STDIN STDERR默认不能通过管道转发，可利用2>&1或|&实现最后一个命令会在当前shell进程的子shell进程中执行用来组合多种工具的功能 ls | tr 'a-z''A-Z'
less :一页一页地查看输入 ls -l /etc | less
mail:通过电子邮件发送输入 echo "test email" | mail -s "test" user@example.com
lpr:把输入发送给打印机 echo "test print" | lpr -P printer_name
示例: 将/home里面的文件打包，但打包的数据不是记录到文件，而是传送到 stdout,经过管道后，将tar -cvf - /home传送给后面的tar -xvf -，后面的这个–则是取前一个命令的stdout，因此，就不需要使用临时file了
tar -cvf - /home | tar -xvf -

重定向到多个目标（tee）

命令1 | tee [-a ]文件名│命令2 把命令1的STDOUT保存在文件中，做为命令2的输入 -a追加
使用:

保存不同阶段的输出复杂管道的故障排除同时查看和记录输出

文件查找和压缩

文件查找

在文件系统上查找符合条件的文件
文件查找: locate, find 非实时查找(数据库查找): locate 实时查找: find

locate命令

locate KEYWORD
有用的选项

-i 不区分大小写的搜索 -n N只列举前N个匹配项目 -r 使用正则表达式
示例搜索名称或路径中带有“conf”的文件 locate conf 使用Regex来搜索以“.conf”结尾的文件 locate -r ‘.conf$'

查询系统上预建的文件索引数据库 /var/lib/mlocate/mlocate.db
依赖于事先构建的索引索引的构建是在系统较为空闲时自动进行(周期性任务)，管理员手动更新数据库(updatedb)
索引构建过程需要遍历整个根文件系统，极消耗资源
工作特点:
- 查找速度快
- 模糊查找
- 非实时查找
- 搜索的是文件的全路径，不仅仅是文件名
- 可能只搜索用户具备读取和执行权限的目录

find命令

语法:
find [OPTION]... [查找路径] [查找条件] [处理动作] 查找路径∶指定具体目标路径;默认为当前目录查找条件:指定的查找标准，可以文件名、大小、类型、权限等标准进行
默认为找出指定路径下的所有文件处理动作:对符合条件的文件做操作，默认输出至屏幕

实时查找工具，通过遍历指定路径完成文件查找
工作特点:
- 查找速度略慢
- 精确查找
- 实时查找
- 可能只搜索用户具备读取和执行权限的目录

查找条件

指搜索层级 -maxdepth level最大搜索目录深度,指定目录为第1级 -mindepth level最小搜索目录深度
先处理目录内的文件，再处理目录 -depth
根据文件名和inode查找: -name "文件名称":支持使用glob *，?，[]，[个] -iname "文件名称":不区分字母大小写 -inum n 按inode号查找 -samefile name 相同inode号的文件 -links n 链接数为n的文件 -regex"PATTERN”:以PATTERN匹配整个文件路径，而非文件名称
根据属主、属组查找: -user USERNAME:查找属主为指定用户(UID)的文件 -group GRPNAME:查找属组为指定组(GID)的文件 -uid UserlD:查找属主为指定的UID号的文件 -gid GrouplD:查找属组为指定的GID号的文件 -nouser:查找没有属主的文件 -nogroup:查找没有属组的文件
根据文件类型查找: -type TYPE:
- f:普通文件
- d:目录文件
- l:符号链接文件
- s:套接字文件
- b:块设备文件
- c:字符设备文件
- p:管道文件
空文件或目录 -empty find /app -type d -empty

查找条件

组合条件: 与: -a 或:-o 非: -not, !
德·摩根定律: (非A)或(非B)=非(A且 B) (非A)且(非B)=非(A或B)
示例: !A -a !B = !(A -o B) !A -o !B = !(A -a B)

根据文件大小来查找: -size [+|-]#UNIT 常用单位:k,M,G, c (byte) #UNIT:(#-1,#] 如: 6k表示(5k,6k] -#UNIT: [O,#-1] 如: -6k表示[0,5k] +#UNIT:(#,∞) 如: +6k表示(6k,∞)

Linux文件管理

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文件系统

文件名规则

文件系统结构

应用程序的组成部分

文件类型

显示当前工作目录

绝对路径和相对路径

更改目录

列出目录内容

查看文件状态

文件通配符

文件管理命令

创建空文件和刷新时间

复制文件和目录cp

移动和重命名文件

删除文件

表节点结构

目录操作

索引节点

目录

cp和inode

rm和inode

mv和inode

软链接和硬链接

硬链接

符号（软）链接

确定文件内容

文件重定向

标准输入输出

把输出和错误重新定向到文件

tr命令

从文件中导入STDIN

把多行发送给STDIN

管道

重定向到多个目标（tee）

文件查找和压缩

文件查找

locate命令

find命令

查找条件

查找条件