文件系统机制

文件系统机制
文件系统是操作系统中负责管理存储设备（如磁盘、固态硬盘）上文件的方法和数据结构。

它是软件系统的一部分，使得应用程序可以方便地使用抽象命名的数据对象和大小可变的空间。

文件系统主要由三部分组成：文件系统的接口、对对象操纵和管理的软件集合以及对象及属性。

从系统角度看，文件系统负责组织和分配存储设备上的空间，进行文件存储并对存入的文件进行保护和检索。

具体来说，它负责为用户建立文件、存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，并在用户不再使用时撤销文件等。

在文件系统中，一个重要的概念是“块”（block）。

由于存储设备最底层的读写IO一次通常是一个扇区（例如512字节），如果要读写大量文件，以扇区为单位会很慢且消耗性能。

因此，文件系统引入了逻辑块的概念。

逻辑块的大小可能包含一个或多个扇区，每个逻辑块都有唯一的地址。

文件系统以逻辑块为单位进行数据的读写操作，从而提高了读写性能。

但这也可能造成一定的空间浪费。

此外，文件系统还包含索引机制，通过扫描索引找到对应的数据来优化存储方式。

对于使用文件系统的IO操作，如读写文件，这些IO的基本单元是文件系统上的数据块，一次读写一个文件系统数据块。

在Linux操作系统中，IO调度器是文件系统中的一个重要组件。

它位于抽象块层之下、硬件驱动层之上，负责将来自软件队列的请求发送至驱动层。

早期的Linux系统主要采用单队列IO调度，但由于底层存储介质的不断更新，特别是SSD的出现，多硬件队列已经极为普遍。

因此，Linux内核在后续版本中加入了新的队列机制，称为多队列机制，以均衡多核之间的负载并减少对请求队列的锁竞争。

总之，文件系统机制涉及多个方面，包括文件存储、块管理、索引机制以及IO调度等，旨在提高存储设备的读写性能和管理效率。