0.2秒居然復制了100G文件？

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文章轉自：OSC開源社區(qū)

用 ls ?看一把文件，顯示文件確實是 100 G。

sh-4.4#?ls?-lh
-rw-r--r--?1?root?root?100G?Mar??6?12:22?test.txt

但是 copy 起來為什么會這么快呢？
sh-4.4#?time?cp?./test.txt?./test.txt.cp

real?0m0.107s
user?0m0.008s
sys?0m0.085s

我讓他先用 du 命令看一下，卻只有 2M ，根本不是 100G，這是怎么回事？

sh-4.4#?du?-sh?./test.txt
2.0M?./test.txt

再看 stat 命令顯示的信息：

sh-4.4#?stat?./test.txt
??File:?./test.txt
??Size:?107374182400?Blocks:?4096???????IO?Block:?4096???regular?file
Device:?78h/120d?Inode:?3148347?????Links:?1
Access:?(0644/-rw-r--r--)??Uid:?(????0/????root)???Gid:?(????0/????root)
Access:?2021-03-13?12:22:00.888871000?+0000
Modify:?2021-03-13?12:22:46.562243000?+0000
Change:?2021-03-13?12:22:46.562243000?+0000
?Birth:?-

• Size 為 107374182400（知識點：單位是字節(jié)），也就是 100G。

• Blocks 這個指標顯示為 4096（知識點：一個 Block 的單位固定是 512 字節(jié)，也就是一個扇區(qū)的大小），這里表示為 2M。

• Size 表示的是文件大小，這個也是大多數人看到的大小。

• Blocks 表示的是物理實際占用空間。

取行李的時候，要報自己名字，有牌子的給他牌子，然后工作人員才能去特定的位置找到你的行李。

• 登記名字就是在文件系統記錄文件名

• 生成的牌子就是元數據索引

• 你的行李就是文件

• 寄存室就是磁盤（容納東西的物理空間）

• 管理員整套運行機制就是文件系統

直觀的一個想法，我把進來的數據就完整的放進去。

對，思路完全正確。改進的方式就是切分，把空間按照一定粒度切分。每個小粒度的物理塊命名為 Block，每個 Block 一般是 4K 大小，用戶數據存到文件系統里來自然也是要切分，存儲到磁盤上各個角落。

• 先寫數據：數據先按照 Block 粒度存儲到磁盤的各個位置。

• 再寫元數據：然后把 Block 所在的各個位置保存起來，即 inode（我用一本書來表示）。

• 先讀 inode，找到各個 Block 的位置。

• 然后讀數據，構造一個完整的文件，給到用戶。

好，我們現在來看看 inode，直觀地感受一下：

• 前 12 個槽位（也就是 0 - 11 ）我們成為直接索引

• 第 13 個位置，我們稱為?1 級索引

• 第 14 個位置，我們稱為?2 級索引

• 第 15 個位置，我們稱為?3 級索引

一個 block ?4K，每個元素 4 字節(jié)，也就是有 1024 個編號位置可以存儲。所以，一級索引能尋址 4M（1024 * 4K）空間 。

三級索引：三級索引是在二級索引的基礎上又多了一級，也就是說，有了 4G 的空間來存儲用戶數據的 block 編號。所以二級索引能尋址 4T （4G/4 * 4K） 的空間。

• 在 [0,4K] 這位置有 4K 的數據

• 在 [1T , 1T+4K] 處也有 4K 數據

• 創(chuàng)建一個文件，這個時候分配一個 inode。

• 在 [ 0，4K ] 的位置寫入 4K 數據，這個時候只需要 一個 block，把這個編號寫到 block[0]?這個位置保存起來。

• 在 [ 1T，1T+4K ] 的位置寫入 4K 數據，這個時候需要分配一個 block，因為這個位置已經落到三級索引才能表現的空間了，所以需要還需要分配出 3 個索引塊。。

• 寫入完成，close 文件。

實際存儲如圖：

• 首先，最關鍵的是把磁盤空間切成離散的、定長的 block 來管理。

• 然后，通過 inode 能查找到所有離散的數據（保存了所有的索引）。

• 最后，實現索引塊和數據塊空間的后分配。

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