练习题与扩展阅读

练习题

基础题

1. 什么是inode？inode中存储了哪些信息？为什么inode中不存储文件名？
2. 虚拟文件系统（VFS）的作用是什么？它是怎么做到支持多种不同文件系统的？
3. 日志文件系统的工作原理是什么？它如何保证断电后文件系统的一致性？
4. Linux系统中文件的755、644权限分别表示什么含义？分别适合什么类型的文件？
5. 硬链接和软链接有什么区别？分别适合什么场景？

实操题

1. 查看你电脑上文件系统的类型，每个分区的使用率和inode使用率。
   • Linux：使用df -h和df -i命令
   • Windows：查看磁盘属性
2. 在Linux系统中创建一个文件，分别创建它的硬链接和软链接，删除原文件，看看两个链接有什么不同的表现。
3. 编写一个程序，分别用read/write方式和mmap方式读取一个大文件，对比两者的性能差异。
4. 尝试设置文件的SUID、SGID、Sticky Bit权限，观察权限表示的变化。

思考题

1. 为什么删除文件的时候，即使文件很大也能瞬间完成？删除的文件可以恢复吗？为什么？
2. 为什么SSD不需要做碎片整理，而HDD需要？
3. ext4文件系统对小于12个块的小文件和大文件的存储方式有什么不同？这种设计有什么好处？
4. 当系统提示磁盘空间不足，但你删除了很多大文件之后还是提示空间不足，可能是什么原因？怎么排查？

扩展阅读

书籍推荐

1. 《Linux内核设计与实现》

   • 第13章虚拟文件系统、第14章块I/O层、第15章进程地址空间等章节详细讲解了Linux文件系统的实现原理
   • 适合想要深入理解Linux文件系统底层实现的开发者

2. 《操作系统导论》

   • 第三部分持久性部分详细讲解了文件系统的设计和实现原理，包括磁盘、文件系统、日志结构文件系统等内容
   • 通俗易懂，适合入门学习操作系统和文件系统原理

3. 《UNIX环境高级编程》

   • 第3章文件I/O、第4章文件和目录等章节讲解了Unix系统下的文件操作API和原理
   • 系统编程的经典著作，每个Unix/Linux开发者都应该读

在线资源

1. EXT4文件系统文档

   • Linux内核官方的EXT4文件系统文档，最权威的资料
   • 适合深入了解EXT4的特性和实现

2. Btrfs官方文档

   • Btrfs文件系统的官方文档，包含所有特性的详细说明

3. 微软NTFS文档

   • 微软官方的NTFS文件系统介绍，适合了解Windows平台的文件系统

4. 《文件系统是如何工作的》

   • 通俗易懂的中文科普文章，讲解文件系统的基本工作原理

工具推荐

1. df / du：Linux下查看磁盘使用率、文件大小的常用命令
2. fsck：文件系统检查和修复工具，文件系统损坏时用来修复
3. dumpe2fs / tune2fs：ext系列文件系统的查看和调整工具
4. xfs_info / xfs_admin：XFS文件系统的查看和调整工具
5. testdisk：开源的数据恢复工具，可以恢复误删的文件和分区
6. iostat / pidstat：监控磁盘IO性能的工具

参考答案

练习题的参考答案可以在附录/练习题参考答案.md中找到。建议先独立思考完成，再查看答案。