Linux目录通过索引节点(inode)存储文件元数据，目录项(dentry)关联文件名与inode，目录本质是dentry列表，共同实现文件的高效组织与访问。
核心存储组件
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索引节点（inode）
- 每个文件或文件夹对应唯一的inode,存储元数据（权限、时间戳、大小、数据块位置等）。
- 文件夹本质是特殊文件：其inode不存储实际数据，而是记录下属文件的关联信息。
- 通过
ls -i可查看inode号（如12345 ./Documents）。
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目录项（dentry）
- 构成目录的”条目”，记录文件名与inode的映射关系。
- 例如目录
Documents包含：file1.txt→ inode 10001Photos/→ inode 10002
- dentry缓存于内存（
dcache），加速文件访问。
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数据块（Data Blocks）
- 文件夹的实际内容（即dentry列表）存储在磁盘的数据块中。
- 通过inode指向这些数据块（类似普通文件）。
文件夹的创建与存储流程
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创建目录（如
mkdir Data）：- 文件系统分配一个新inode（类型标记为”目录”）。
- 创建两个默认dentry：
- → 指向自身inode（如
inode 45678） - → 指向父目录inode（如父目录
inode 12345）
- → 指向自身inode（如
- 在父目录的数据块中添加条目：
Data/→inode 45678。
-
添加子文件（如
touch Data/file.txt）：- 在
Data目录的数据块中新增dentry：file.txt→ 新文件inode。
- 在
文件系统如何组织目录
- 树形结构：
根目录（）inode为起点（通常inode=2），通过dentry逐级关联子目录。/ (inode 2) ├── home (inode 100) → 用户目录 │ └── user (inode 200) → dentry指向/home/user └── etc (inode 101) → 配置文件
- 硬链接的影响：
硬链接会增加dentry条目（多个文件名指向同一inode），但文件夹不可创建硬链接（避免环路）。
用户常见疑问解答
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为什么文件夹有”大小”？
通过ls -l看到的目录大小是其dentry列表占用的磁盘空间（通常4KB），非包含文件的总大小。 -
如何查看文件夹的inode？
命令：ls -id /path/to/dir（如ls -id /home显示inode号）。 -
删除文件夹时发生了什么？
- 减少其inode的”链接计数”（link count）。
- 当计数归零（无dentry指向该inode），释放inode及数据块。
设计优势
- 高效检索：dentry缓存（dcache）大幅减少磁盘访问。
- 跨文件系统支持：通过挂载点（mount point） 的dentry整合不同文件系统（如EXT4、Btrfs）。
- 一致性保障：日志型文件系统（如EXT4）记录操作，避免断电导致目录损坏。
引用说明
- Linux内核文档：Filesystems in the Linux kernel
- 《Understanding the Linux Kernel, 3rd Edition》（Daniel P. Bovet）
- EXT4文件系统白皮书：ext4.wiki.kernel.org
- POSIX标准：IEEE Std 1003.1
基于Linux内核5.x及主流文件系统（EXT4/XFS/Btrfs）实现，符合POSIX标准，技术细节已简化以便理解，实际实现因文件系统而异。
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