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## 1、文件管理概览
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Linux 文件管理主要围绕以下几个方面展开：
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- 目录结构与路径
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- 文件类型与 inode
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- 常见目录和文件操作命令
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- 文件状态与时间戳
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- 通配符与链接文件
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这些内容是后续学习权限、查找、文本处理、磁盘管理的基础。
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**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）。
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## 2、Linux 目录结构
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Linux 文件系统采用**单根倒置树状结构**，一切都从根目录 `/` 开始。
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- 单个文件名通常最长 255 字节
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- 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）
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### 2.1 绝对路径与相对路径
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#### 绝对路径
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从根目录 `/` 开始写起的完整路径，例如：
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```shell
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/etc/passwd
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```
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#### 相对路径
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相对于当前工作目录的位置，例如：
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```shell
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../logs/app.log
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```
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### 2.2 常见目录说明
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- `/`：根目录
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- `/boot`：引导文件、内核、引导加载器相关文件
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- `/bin`：基本用户命令
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- `/sbin`：基本系统管理命令
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- `/lib`：基础共享库和内核模块
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- `/lib64`：64 位系统库文件目录
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- `/etc`：系统配置文件
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- `/home/USERNAME`：普通用户家目录
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- `/root`：root 用户家目录
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- `/media`：可移动设备挂载点
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- `/mnt`：临时挂载点
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- `/dev`：设备文件目录
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- `/opt`：第三方软件安装目录
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- `/srv`：服务相关数据
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- `/tmp`：临时文件目录
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- `/usr`：共享只读程序和数据
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- `/usr/bin`：大量用户命令
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- `/usr/lib`：库文件
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- `/usr/include`：C 头文件
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- `/usr/share`：共享数据
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- `/usr/local`：本地手工安装软件目录
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- `/var`：经常变化的数据
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- `/var/cache`：缓存数据
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- `/var/lib`：应用状态数据
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- `/var/log`：日志文件
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- `/var/run` 或 `/run`：运行时数据，如 PID 文件
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- `/var/spool`：队列和缓冲池数据
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- `/var/tmp`：重启后可能保留的临时文件
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- `/proc`：内核和进程信息的伪文件系统
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- `/sys`：内核设备和驱动信息
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## 3、目录常用操作命令
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### 3.1 `pwd`
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```shell
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pwd
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```
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示例：
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```shell
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root@lzc:~# pwd
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/root
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```
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- `pwd` 用于显示当前工作目录
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- 常和环境变量 `PWD` 对应
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### 3.2 `cd`
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用于切换目录。
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常见用法：
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- `cd -`：回到上一次所在目录
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- `cd ..`：进入父目录
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- `cd .`：当前目录
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- `cd ~`：当前用户家目录
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- `cd -P`：按物理路径切换，避免符号链接影响
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### 3.3 `ls`
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用于列出目录内容。
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常见选项：
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- `-a`：显示隐藏文件
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- `-l`：显示详细信息
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- `-R`：递归显示
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- `-X`：按扩展名排序
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- `-S`：按文件大小排序
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- `-h`：配合 `-l` 以易读单位显示大小
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### 3.4 `tree`
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用于以树状结构显示目录。
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常见选项：
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- `-d`：只显示目录
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- `-L`：限制显示层级
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### 3.5 `mkdir`
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用于创建目录。
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常见选项：
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- `-p`：递归创建
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- `-m`：创建时直接指定权限
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### 3.6 `rmdir`
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用于删除空目录。
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常见选项：
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- `-p`：递归删除空目录
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## 4、Linux 文件基础
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### 4.1 文件类型
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在 `ls -l` 输出中，第一列第一个字符表示文件类型：
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- `-`：普通文件
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- `d`：目录
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- `l`：符号链接
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- `b`：块设备文件
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- `c`：字符设备文件
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- `p`：管道文件
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- `s`：套接字文件
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### 4.2 inode 是什么
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inode（index node）可以理解为文件的“元数据记录”。
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它通常保存的信息包括：
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- inode 编号
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- 文件类型
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- 权限
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- UID
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- GID
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- 链接数
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- 文件大小
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- 时间戳
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- 指向数据块的指针
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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。
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### 4.3 `cp` 和 `rm` 与 inode 的关系
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#### 执行 `cp`
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通常会发生：
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- 分配新的 inode
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- 创建新的目录项
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- 复制数据块内容
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因此复制后的文件通常拥有**不同 inode**。
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#### 执行 `rm`
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通常会发生：
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- 删除目录项
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- 减少链接计数
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- 当链接数归零时释放 inode 和数据块
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## 5、文件状态与时间戳
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### 5.1 `stat`
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```shell
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stat 1.txt
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```
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示例：
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```shell
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root@lzc:~# stat 1.txt
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File: 1.txt
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Size: 210 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
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Device: fc02h/64514d Inode: 556125 Links: 1
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Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
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Access: 2023-12-05 23:55:07.813678618 +0800
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Modify: 2023-12-05 23:55:07.005686767 +0800
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Change: 2023-12-05 23:55:07.005686767 +0800
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Birth: 2023-12-04 23:44:39.861025975 +0800
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```
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### 5.2 三个常见时间
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- `atime`：访问时间，读取文件内容时更新
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- `mtime`：修改时间，文件内容变化时更新
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- `ctime`：变更时间，元数据变化时更新，例如权限、属主、链接数变化
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## 6、文件名通配符
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通配符常用于批量匹配文件名：
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- `*`：匹配 0 个或多个字符，不包含隐藏文件开头的 `.`
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- `?`：匹配任意单个字符
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- `~`：当前用户家目录
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- `~-`：上一个工作目录
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- `[0-9]`：匹配一个数字
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- `[a-z]`：匹配一个小写字母
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- `[A-Z]`：匹配一个大写字母
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- `[abc]`：匹配列表中的任一字符
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- `[^abc]`：匹配不在列表中的任一字符
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- `[:digit:]`：数字字符类
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- `[:lower:]`：小写字母字符类
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- `[:upper:]`：大写字母字符类
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## 7、常见文件操作命令
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### 7.1 `touch`
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用于创建空文件或更新时间戳。
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- `-a`：仅修改访问时间
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- `-m`：仅修改修改时间
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### 7.2 `cp`
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用于复制文件和目录。
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常见选项：
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- `-i`：覆盖前提示
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- `-n`：不覆盖已有文件
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- `-r` 或 `-R`：递归复制目录
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- `-a`：尽量保留原属性进行归档复制
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- `-b`：覆盖前创建备份文件
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### 7.3 `mv`
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用于移动文件或重命名。
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- `-b`：覆盖前先备份
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### 7.4 `rename`
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用于批量重命名。
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示例：
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```shell
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rename 'old' 'new' *
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```
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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。
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### 7.5 `rm`
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用于删除文件或目录。
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常见选项：
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- `-i`：交互确认
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- `-f`：强制删除
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- `-r`：递归删除
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## 8、链接文件 `ln`
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### 8.1 硬链接
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硬链接本质上是让多个文件名指向同一个 inode。
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特点：
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- inode 相同
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- 删除其中一个名字，不代表数据立刻消失
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- 不能对目录创建硬链接（通常如此）
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- 一般不能跨文件系统
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### 8.2 软链接
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软链接类似快捷方式。
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创建方式：
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```shell
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ln -s 源文件 软链接名
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```
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特点：
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- inode 不同
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- 保存的是目标路径
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- 可以跨文件系统
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- 原文件删除后，软链接会失效
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### 8.3 删除软链接的注意点
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```shell
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rm -rf /data
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```
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如果 `/data` 是软链接，这样通常只会删除软链接本身。
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```shell
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rm -rf /data/
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```
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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。
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## 9、小结
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- Linux 文件系统从根目录 `/` 开始组织
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- 绝对路径和相对路径是最基础的路径概念
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- `pwd`、`cd`、`ls`、`mkdir`、`rm`、`cp`、`mv` 是最常用的文件操作命令
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- inode 记录的是文件元数据，不等于文件名本身
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- `stat` 可用于查看文件详细状态和时间戳
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- 硬链接和软链接的差异是高频面试和实战知识点
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