## 1、文件管理概览

Linux 文件管理主要围绕以下几个方面展开：

- 目录结构与路径
- 文件类型与 inode
- 常见目录和文件操作命令
- 文件状态与时间戳
- 通配符与链接文件

这些内容是后续学习权限、查找、文本处理、磁盘管理的基础。

**补充一点：** 每打开一个文件，进程通常都会占用一个文件描述符（fd）。

## 2、Linux 目录结构

Linux 文件系统采用**单根倒置树状结构**，一切都从根目录 `/` 开始。

- 单个文件名通常最长 255 字节
- 整个路径通常最长 4096 字节左右（不同系统实现可能略有差异）

### 2.1 绝对路径与相对路径

#### 绝对路径

从根目录 `/` 开始写起的完整路径，例如：

```shell
/etc/passwd
```

#### 相对路径

相对于当前工作目录的位置，例如：

```shell
../logs/app.log
```

### 2.2 常见目录说明

- `/`：根目录
- `/boot`：引导文件、内核、引导加载器相关文件
- `/bin`：基本用户命令
- `/sbin`：基本系统管理命令
- `/lib`：基础共享库和内核模块
- `/lib64`：64 位系统库文件目录
- `/etc`：系统配置文件
- `/home/USERNAME`：普通用户家目录
- `/root`：root 用户家目录
- `/media`：可移动设备挂载点
- `/mnt`：临时挂载点
- `/dev`：设备文件目录
- `/opt`：第三方软件安装目录
- `/srv`：服务相关数据
- `/tmp`：临时文件目录
- `/usr`：共享只读程序和数据
- `/usr/bin`：大量用户命令
- `/usr/lib`：库文件
- `/usr/include`：C 头文件
- `/usr/share`：共享数据
- `/usr/local`：本地手工安装软件目录
- `/var`：经常变化的数据
- `/var/cache`：缓存数据
- `/var/lib`：应用状态数据
- `/var/log`：日志文件
- `/var/run` 或 `/run`：运行时数据，如 PID 文件
- `/var/spool`：队列和缓冲池数据
- `/var/tmp`：重启后可能保留的临时文件
- `/proc`：内核和进程信息的伪文件系统
- `/sys`：内核设备和驱动信息

## 3、目录常用操作命令

### 3.1 `pwd`

```shell
pwd
```

示例：

```shell
root@lzc:~# pwd
/root
```

- `pwd` 用于显示当前工作目录
- 常和环境变量 `PWD` 对应

### 3.2 `cd`

用于切换目录。

常见用法：

- `cd -`：回到上一次所在目录
- `cd ..`：进入父目录
- `cd .`：当前目录
- `cd ~`：当前用户家目录
- `cd -P`：按物理路径切换，避免符号链接影响

### 3.3 `ls`

用于列出目录内容。

常见选项：

- `-a`：显示隐藏文件
- `-l`：显示详细信息
- `-R`：递归显示
- `-X`：按扩展名排序
- `-S`：按文件大小排序
- `-h`：配合 `-l` 以易读单位显示大小

### 3.4 `tree`

用于以树状结构显示目录。

常见选项：

- `-d`：只显示目录
- `-L`：限制显示层级

### 3.5 `mkdir`

用于创建目录。

常见选项：

- `-p`：递归创建
- `-m`：创建时直接指定权限

### 3.6 `rmdir`

用于删除空目录。

常见选项：

- `-p`：递归删除空目录

## 4、Linux 文件基础

### 4.1 文件类型

在 `ls -l` 输出中，第一列第一个字符表示文件类型：

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

### 4.2 inode 是什么

inode（index node）可以理解为文件的“元数据记录”。

它通常保存的信息包括：

- inode 编号
- 文件类型
- 权限
- UID
- GID
- 链接数
- 文件大小
- 时间戳
- 指向数据块的指针

目录本质上也是特殊文件，它记录了“文件名”和“inode 编号”的对应关系。

### 4.3 `cp` 和 `rm` 与 inode 的关系

#### 执行 `cp`

通常会发生：

- 分配新的 inode
- 创建新的目录项
- 复制数据块内容

因此复制后的文件通常拥有**不同 inode**。

#### 执行 `rm`

通常会发生：

- 删除目录项
- 减少链接计数
- 当链接数归零时释放 inode 和数据块

## 5、文件状态与时间戳

### 5.1 `stat`

```shell
stat 1.txt
```

示例：

```shell
root@lzc:~# stat 1.txt
  File: 1.txt
  Size: 210             Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fc02h/64514d    Inode: 556125      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2023-12-05 23:55:07.813678618 +0800
Modify: 2023-12-05 23:55:07.005686767 +0800
Change: 2023-12-05 23:55:07.005686767 +0800
 Birth: 2023-12-04 23:44:39.861025975 +0800
```

### 5.2 三个常见时间

- `atime`：访问时间，读取文件内容时更新
- `mtime`：修改时间，文件内容变化时更新
- `ctime`：变更时间，元数据变化时更新，例如权限、属主、链接数变化

## 6、文件名通配符

通配符常用于批量匹配文件名：

- `*`：匹配 0 个或多个字符，不包含隐藏文件开头的 `.`
- `?`：匹配任意单个字符
- `~`：当前用户家目录
- `~-`：上一个工作目录
- `[0-9]`：匹配一个数字
- `[a-z]`：匹配一个小写字母
- `[A-Z]`：匹配一个大写字母
- `[abc]`：匹配列表中的任一字符
- `[^abc]`：匹配不在列表中的任一字符
- `[:digit:]`：数字字符类
- `[:lower:]`：小写字母字符类
- `[:upper:]`：大写字母字符类

## 7、常见文件操作命令

### 7.1 `touch`

用于创建空文件或更新时间戳。

- `-a`：仅修改访问时间
- `-m`：仅修改修改时间

### 7.2 `cp`

用于复制文件和目录。

常见选项：

- `-i`：覆盖前提示
- `-n`：不覆盖已有文件
- `-r` 或 `-R`：递归复制目录
- `-a`：尽量保留原属性进行归档复制
- `-b`：覆盖前创建备份文件

### 7.3 `mv`

用于移动文件或重命名。

- `-b`：覆盖前先备份

### 7.4 `rename`

用于批量重命名。

示例：

```shell
rename 'old' 'new' *
```

不同发行版的 `rename` 实现可能略有差异，实际使用前最好先看帮助文档。

### 7.5 `rm`

用于删除文件或目录。

常见选项：

- `-i`：交互确认
- `-f`：强制删除
- `-r`：递归删除

## 8、链接文件 `ln`

### 8.1 硬链接

硬链接本质上是让多个文件名指向同一个 inode。

特点：

- inode 相同
- 删除其中一个名字，不代表数据立刻消失
- 不能对目录创建硬链接（通常如此）
- 一般不能跨文件系统

### 8.2 软链接

软链接类似快捷方式。

创建方式：

```shell
ln -s 源文件 软链接名
```

特点：

- inode 不同
- 保存的是目标路径
- 可以跨文件系统
- 原文件删除后，软链接会失效

### 8.3 删除软链接的注意点

```shell
rm -rf /data
```

如果 `/data` 是软链接，这样通常只会删除软链接本身。

```shell
rm -rf /data/
```

如果路径末尾带 `/`，可能会把链接目标目录中的内容删掉，操作时一定要格外小心。

## 9、小结

- Linux 文件系统从根目录 `/` 开始组织
- 绝对路径和相对路径是最基础的路径概念
- `pwd`、`cd`、`ls`、`mkdir`、`rm`、`cp`、`mv` 是最常用的文件操作命令
- inode 记录的是文件元数据，不等于文件名本身
- `stat` 可用于查看文件详细状态和时间戳
- 硬链接和软链接的差异是高频面试和实战知识点