Unix/Linux编程：单根目录层级、目录和链接以及文件

ゝ一纸荒年。 2023-01-23 01:56 171阅读 0赞

>  *  内核维护着一套单根目录结构，以放置系统的所有文件(这与微软 Windows 之类的操作系统形成了鲜明对照，Windows 系统的每个磁盘设备都有各自的目录层级)。
> 
>  *  这一目录层级的根基就是名为“/”的根目录。所有的文件和目录都是根目录的“子孙”

# 文件类型 #

在文件系统中，会对**文件类型**进行**标记**，以表明其**种类**。

*  其中一种用来表示**普通数据文件**，人们常称之为“普通文件”或“纯文本文件”，以示与其他种类的文件有所区别
 *  其他文件类型包括**设备、管道、套接字、目录以及符号链接**。

# 路径和链接 #

*  **目录**是一种特殊类型的**文件**，内容采用表格形式，数据项包括**文件名**以及对**相应文件的引用**
 *  目录可包含指向文件或者其他目录的链接。路径间的链接建立起如下所示目录层级。  
    ![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3poaXpoZW5nZ3Vhbg_size_16_color_FFFFFF_t_70]

*  每个目录至少包含两条记录：`.`和`..`，前者是指向目录自身的链接，后者是指向其上级目录—父目录的链接。
    
     *  除根目录外，每个目录都有父目录。
     *  对于根目录而言，`..`是指向根目录自身的链接（因此，/…等于/）。

# 符号链接 #

类似普通链接，**符号链接**给**文件**起来一个“**别名**”。

*  在目录列表中，**普通链接**是内容为“文件名+指针”的一条记录，而**符号链接**是经过特殊标记的文件，内容包含了另一文件的名称。(换句话说，一个符号链接对应目录中内容为“文件名+指针”的一条记录，**指针指向的文件内容为另一个文件名的字符串**)
 *  所谓“另一文件”通常被称为符号链接的目标，人们一般会说符号链接“指向”或者“引用”目标文件
 *  在多数情况下，只要系统调用用到了路径名，内核就是自动解除该路径中的符号链接的引用，以符号链接所指向的文件名来替换符号链接。如果符号链接自身也是一个链接，那么上述过程就会以递归的方式重复下去。(为了应对可能出现的循环引用，内核对解除引用的次数做了限制)。
 *  如果符号链接指向的文件不存在，那么可将该链接视为空链接

通常，人们会分别使用**硬链接**（hard link）或**软链接**（soft link）这样的术语来指代**正常链接**和**符号链接**。

# 文件名 #

*  在大多数 Linux 文件系统上，文件名最长可达 255 个字符。
 *  文件名可以包含除“/”和空字符（\\0）外的所有字符。但是，只建议使用字母、数字、点(“.”)、下划线（“\_”）以及连字符（“−”）。SUSv3 将这 65 个字符的集合\[-.\_a-zA-Z0-9\]称为可移植文件名字符集（portable filename character set）。
 *  对于可移植文件名字符集以外的字符，由于其可能会在 shell、正则表达式或其他场景中具有特殊含义，故而应避免在文件名中使用。如在上述环境中出现了包含特殊含义字符的文件名，则需要进行转义，即对此类字符进行特殊标记（一般会在特殊字符前插入一个“\\”），以指明不应以特殊含义对其进行解释。若场境不支持转义机制，则不能使用此类文件名
 *  此外，还应避免以连字符（“-”）作为文件名的起始字符，因为一旦在 shell 命令中使用这种文件名，会被误认为命令行选项开关

# 路径名 #

*  路径名是由一系列文件名组成的字符串，彼此以“/”分隔
 *  除却最后一个文件名外，该系列文件名均为目录名称（或为指向目录的符号链接）。
 *  路径名的尾部可标识任意类型的文件，包括目录在内。
 *  路径名描述了单根目录层级下的文件位置，又可分为**绝对路径名**和**相对路径名**
    
     *  绝对路径名以“/”开始，指明文件相对于根目录的位置。
     *  **相对路径**名定义了相对于**进程当前工作目录**的文件位置，与绝对路径名相  
        比，相对路径名缺少了起始的“/”。

# 当前工作目录 #

每个进程都有一个**当前工作目录**（有时简称为进程工作目录或当前目录）。这就是单根目录层级下进程的“当前位置”，也是**进程解释相对路径名的参照点**

进程的当前工作目录继承自其父进程。

*  对登录 shell 来说，其初始当前工作目录，是依据密码文件中该用户记录的主目录字段来设置。
 *  可使用 cd 命令来改变 shell 的当前工作目录。

# 文件的所有权和权限 #

每个文件都有一个与之相关的用户ID和组ID，分别定义文件的额属主和属组。系统根据文件的所有权来判定用户对文件的访问权限。

为了访问文件，系统把用户分为 3 类：

*  文件的属主（有时，也称为文件的用户）
 *  与文件组（group）ID 相匹配的属组成员用户
 *  其他用户

可为以上 3 类用户分别设置 3 种权限（共计 9 种权限位）：

*  只允许查看文件内容的读权限；
 *  允许修改文件内容的写权限；
 *  允许执行文件的执行权限。

这里的文件要么指程序，要么是交由某种解释程序（通常指 shell 的一种，但也有例外）处理的脚本。

也可针对目录进行上述权限设置，但意义稍有不同。

*  读权限允许列出目录内容（即该目录下的文件名）
 *  写权限允许对目录内容进行更改（比如，添加、修改或删除文件名）
 *  执行（有时也称为搜索）权限允许对目录中的文件进行访问（但需受文件自身访问权限的约束）

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