一篇文章带你了解文件是如何存储在磁盘的

格式化磁盘后，会将磁盘分割成一个个大小相同的块。这些块就是磁盘管理的最小单位。那么是如何找到空闲位置存储一个文件的呢？下面先来了解几个常用的概念。

• 块位图：使用一个bit来标记一个块是否被占用。0表示空闲，1表示占用。

• inode表：表中存放着inode项，一个项存储文件的元信息和所需要占用的块位置。如果文件太大，存储块位置的最后一项用来指向一个空闲块，这个空闲块用来存储需要占用的块位置。如果二级列表还不够，需要使用二级列表的最后一项存储三级列表的块位置。重复上面的过程，这些块会形成一个存储文件占用块位置的列表。

• inode位图：如果每次存储文件都要遍历inode表，显然效率会很低。所以就出现了inode位图。使用一个bit来表示一个inode项是否可用。

• 块组描述符：如果文件过多，一个块位图、inode表和inode位图显然无法存储所有文件，所以需要多个。块组描述符的作用就是用来标识块位图、inode表和inode位图的起始块位置。这样就能方便找到磁盘元信息。

• 超级块：每次存储文件都需要通过块组描述符->inode位图来确定是否有空闲的inode项，而且会遍历查找inode文图，会降低效率。而超级块就是用来解决这个问题的。超级块中存储：空闲的块数量、使用的块数量、空闲的inode项和使用的inode项。这样就能够通过超级块快速知道是否有足够空闲位置存储文件了。

了解完上面的基本概念后。那么存储一个文件的步骤大概如下：

• 查找超级块，看是否有足够的空间存储文件

• 查找块组描述符，找到磁盘元信息的位置

• 查找inode位图，找到空闲的inode项，更新位图信息

• 根据上一步找到的空闲项下标，在inode表中找到对应的位置，写入文件的元信息

• 查找块位图，找到空闲块来存储文件，写入文件

• 更新inode项中文件占用的块位置

• 更新块位图和超级块

上面的更新并没有考虑失败和并发的可能。不过大概思路就是这样。