inode 是什么？

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inode 是什么？

文件数据是存放在磁盘上；磁盘最小的单位是 512byte，我们称之为扇区；在与操作系统交互的过程中，操作系统读取磁盘最小粒度并不是一个扇区，而是8个扇区，也就是4k，称之为块；

  • 扇区是设备的最小寻址单元
  • 块是文件系统最小寻址单元

从操作系统的角度来看，磁盘分为了很多个块，文件数据也是存放在块里面； 和其他主流的存储系统一样，也需要元数据，也就是描述这个块的数据，存放块元数据的区域我们称之为 inode！

从那里可以看到？

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hrp@ubuntu:~$ stat start.sh 
  File: start.sh
  Size: 229       	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 801h/2049d	Inode: 1099124     Links: 1
Access: (0775/-rwxrwxr-x)  Uid: ( 1000/     hrp)   Gid: ( 1000/     hrp)
Access: 2024-02-06 06:31:40.948950397 -0800
Modify: 2024-01-29 06:21:19.270881895 -0800
Change: 2024-02-02 08:36:20.954486953 -0800
 Birth: -
hrp@ubuntu:~$ ls -lh start.sh 
-rwxrwxr-x 1 hrp hrp 229 Jan 29 06:21 start.sh
hrp@ubuntu:~$

从ls命令可以看到 start.sh 大小为229个字节，stat 命令可以看到文件的元数据信息，看到Block 为8， 按照上面所说一个block 为512字节，8个为1k，可实际文件才229字节，不到一个扇区，为什么要占用8个呢？那么现在有个问题，文件大小和block数量有什么联系？

刚才前面说了，文件系统中，块是文件系统最小寻址单元，如果是一个扇区一个扇区的来读数据，太慢了，有了block概念，它是按块大小的粒度来读取的，block才是文件存取的最小单位，所以说无论你差距多小的文件，Blocks 数量始终为8；用 dumpe2fs 命令即可看到磁盘上文件系统的Block size，为4k ，刚好就是 8个block；

TODO: 在小文件场景下，岂不是有很多文件碎片？

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hrp@ubuntu:~$ sudo dumpe2fs /dev/sda1 |more
dumpe2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
...
Inode count:              1310720
Block count:              5242368
...
Block size:               4096

stat 里面的 IO Block又是什么？

顾名思义是 IO 块大小，其实就是文件系统的 块大小

每个inode 大小是？

对于一个裸盘，要是想使用，必须先格式硬盘，然后操作系统根据文件系统的类型(ext3,ext4等)开始进行分区，这个时候会划分 indoe的区域；

分区如下
|— super block —|———–inode block————————|——————data block——————–|

  • 超级块：当文件系统挂载时进入内存
  • 索引节点区：当文件被访问时进入内存

可以用 df -i 看到 磁盘上有多少inode，以及inode 使用情况

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hrp@ubuntu:~$ df -i /dev/sda1
Filesystem      Inodes  IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/sda1      1310720 284361 1026359   22% /
hrp@ubuntu:~$

至于inode的大小，可以使用 dumpe2fs 看到 inode size

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hrp@ubuntu:~$ sudo dumpe2fs -h /dev/sda1 | grep "Inode size"
[sudo] password for hrp: 
dumpe2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Inode size:	          256
hrp@ubuntu:~$

每个文件至少有一个node，如果inode 都是使用完了， 是无法创建文件的；

TODO: 那小文件的场景下，就以sda1为例， 创建了1310720个1k的文件，才用了1.28g空间，inode就没了，这个怎么办？

inode 号码

每个inode 都有个序号， ls -i 可以到，第一列为inode 号

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hrp@ubuntu:~$ ll -i hello.py 
1099968 -rw-rw-r-- 1 hrp hrp 303 Feb  4 08:12 hello.py
hrp@ubuntu:~$

在Linux中，读一个文件并不直接通过 文件名，而是通过inode 号来索引；

TODO：创建文件时候文件分配哪一个inode号呢？