Linux發(fā)展到現(xiàn)今,在fs目錄下我們可以看到形形色色的文件系統(tǒng),眼花繚亂的同時首先需要回答的問題是,為什么會有文件系統(tǒng)這個東西呢?我想如果能搞清楚這個問題,會幫助大家更好的理解文件系統(tǒng),那么我就嘗試著來模擬一次文件系統(tǒng)的演進(jìn)過程,于是,我們來到了那一天,那天之前,人們還沒有文件系統(tǒng)的概念。
友情提示 : 下面將在荒誕的場景下演進(jìn)人類合理的訴求
神說,要有光,于是,光照大地
神說,要有風(fēng),于是,風(fēng)動四方
神說,人類要記住神,于是,有了傳說
神說,怕你們忘了,得記下來,于是,有了文字,信息被存儲在石板上,竹片上,紙張上,硬盤里,flash中
當(dāng)信息能存在硬盤中的時候,人類如獲至寶,如此大的存儲量,我們能裝下全世界圖書館的館藏,于是,我們想先放一套盜墓筆記進(jìn)去。
好嘞,于是,我一個字一個字的將精彩的內(nèi)容順序存儲在硬盤中,終于,全套的盜墓筆記被存儲在硬盤中了,還沒來得及高興,就傻眼了,我不想看秦嶺神樹,怎么辦,這并難不倒我,略加思索,就能想到解決方案,因為是順序存儲的,從開始的地方一直讀下去,當(dāng)恰好跳過秦嶺神樹章節(jié)內(nèi)容的時候,就做一個標(biāo)記,記錄已經(jīng)跳過的字節(jié)數(shù),下次再看的時候,就直接讀到硬盤對應(yīng)的位置即可,經(jīng)過一番努力,我找到了并把這個字節(jié)數(shù)寫在了一張紙條上,以便下次可以直接讀取,避免一次次的遍歷。
后來,我開始有點不耐煩了,因為這張紙條里面的內(nèi)容越來越多,比如最后一章的位置,終極第一次出現(xiàn)的位置等等,有時我甚至記不住我需要尋找的標(biāo)記是否在紙條中了,終于有一天,這張紙條丟了,我只能呵呵并且從心底認(rèn)為,僅僅是順序存儲無法滿足我的需求,我需要管理這些內(nèi)容。
我想,最起碼我需要能把全套的盜墓筆記分為8本書吧,只要根據(jù)書名,比如邛樓石影,我就立刻能找到對應(yīng)的內(nèi)容,我立刻想到了最簡單的解決方案,仍然使用順序存儲,只不過在內(nèi)容錄入的時候,給每本書分100MB的存儲空間,這樣我如果想看第7本,那么直接從600MB偏移開始即可,那么一套盜墓筆記只需要800MB就可以存儲,但是,我很快又有了一個更優(yōu)的方案,在每本書的100MB可用空間內(nèi),再進(jìn)行細(xì)分,給每章節(jié)進(jìn)行劃分,假設(shè)每本書有50章,那么每章節(jié)就是2MB空間,這樣每章節(jié)按照2MB對齊,我要找第6本書的第30章節(jié),就是(500 + 29 * 2)MB 偏移,我甚至都有點洋洋自得了,簡單的設(shè)計一下就可以再也不用依賴那張小紙條(已遺失)了。
但是,很快我又遇到了新的挑戰(zhàn),因為這塊硬盤不是我的,開始說好的800MB沒有了,我被要求只能使用8MB來存儲全套的盜墓筆記,原先的設(shè)計繼續(xù)使用,每章只能分到20KB,這樣有些內(nèi)容多的章節(jié)會越界,而有些內(nèi)容少的章節(jié)又不夠飽滿,那些沒有被利用起來的空間此時顯得的是那么的珍貴,于是我開始了小心翼翼字斟句酌的重新設(shè)計。
看起來,順序存儲是最節(jié)約空間的,那么只有將小紙條(已遺失)的內(nèi)容也存儲在硬盤中了。于是,喝下一罐可樂后,我發(fā)覺將章節(jié)抽象成一個章節(jié)類是一個不錯的注意,每個章節(jié)是該類的一個對象實例,類成員包括章節(jié)名稱,章節(jié)起始位置,章節(jié)字?jǐn)?shù),每個對象都64字節(jié)對齊,這樣400章的索引信息只需要25KB即可完成存儲,我大大方方的將全部的章節(jié)類對象存儲在8MB的前32KB區(qū)域,后面剩余的全部順序存儲內(nèi)容,就這樣,隨著需求的不斷增加,我的設(shè)計也漸漸開始有文件系統(tǒng)的影子了,盡管我并不知道,但是一切就這樣發(fā)生了,是那么的自然。
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