Linux文件系統(一)-羣居和一

轉載自:http://blog.csdn.net/wishfly/article/details/4268019

儒家和諧的思想不僅主導着我們的日常生活和社會關係,而且在Unix/Linux文件系統的設計中充分體現。先秦儒家以西周末年太史史伯提出的“和實生物,同則不繼。”《國語·鄭語》中,則對和諧思想做了進一步的完善和發展,把“和”作爲處理人的身心關係、人際關係、羣己關係、人與自然關係的根本法則,所謂“和也者,天下之達道也”。“和”既是人倫關係的價值取向,又是萬事萬物生成發展的機制。
 儒家所說的和諧,並不是毫無差異的苟同,而是包含差異或對立的多種不同因素協調、互補、融合、共存、相濟相成所形成的對立統一,是一種多樣性基礎上的統一。

   爲了保證Linux的開放性,設計人員必須考慮如何使Linux能支持各種不同的文件系統,例如日誌型文件系統,集羣文件系統以及加密文件系統等等。爲此,就必須將各種不同文件系統的操作和管理納入到一個統一的框架中,使得用戶程序可以通過同一個文件系統界面,也就是同一組系統調用,能夠對各種不同的文件系統以及文件進行操作。這樣,用戶程序就可以不關心各種不同文件系統的實現細節,而使用系統提供的統一、抽象、虛擬的文件系統界面。這種統一的框架就是所謂的虛擬文件系統轉換(Virtual Filesystem Switch),一般簡稱虛擬文件系統(VFS)

   虛擬文件系統所提供的抽象界面主要由一組標準的、抽象的操作構成,例如read()、write()、lseek等,這些函數以系統調用的形式供用戶程序調用。這樣,用戶程序調用這些系統調用時,根本無需關心所操作的文件屬於哪個文件系統,這個文件系統是怎樣設計和實現的,如下圖一:


圖 1. Linux 文件系統組件的體系結構

用戶空間包含一些應用程序(例如,文件系統的使用者)和 GNU C 庫(glibc),它們爲文件系統調用(打開、讀取、寫和關閉等)提供用戶接口。系統調用接口的作用就像是交換器,它在用戶空間和內核空間之間搭起一座橋樑。

   VFS下面掛着個性差異的具體文件系統(Individual file system),比如 ext2、JFS 等等,儘管這些文件系統內臟有所差異,但從中導出的是一組通用接口,供 VFS 使用。緩衝區緩存(cache)會緩存文件系統和相關塊設備之間的請求。例如,對底層設備驅動程序的讀寫請求會通過緩衝區緩存來傳遞。這就允許在其中緩存請求,減少訪問物理設備的次數,加快訪問速度。緩衝區緩存是以LRU的形式進行管理的。注意,可以使用 sync命令將緩衝區緩存中的請求發送到存儲介質(迫使所有未寫的數據發送到設備驅動程序,進而發送到存儲設備)。


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