Shell 文件操作

由 娃娃脸呦 创建，Loen 最后一次修改 2016-02-24 前言这周来探讨文件操作。在日常学习和工作中，总是在不断地和各种文件打交道，这些文件包括普通文本文件，可以执行的程序，带有控制字符的文档、存放各种文件的目录、网络套接字文件、设备文件等。这些文件又具有诸如属主、大小、创建和修改日期等各种属性。文件对应文件系统的一些数据块，对应磁盘等存储设备的一片连续空间，对应于显示设备却是一些具有不同形状的字符集。在这一节，为了把关注点定位在文件本身，不会深入探讨文件系统以及存储设备是如何组织文件的（在后续章节再深入探讨），而是探讨对它最熟悉的一面，即把文件当成是一系列的字符（一个 byte）集合看待。因此之前介绍的《 Shell 编程范例之字符串操作》在这里将会得到广泛的应用，关于普通文件的读写操作已经非常熟练，那就是“重定向”，这里会把这部分独立出来介绍。关于文件在 Linux 下的“数字化”（文件描述符）高度抽象，“一切皆为文件”的哲学在 Shell 编程里也得到了深刻的体现。下面先来介绍文件的各种属性，然后介绍普通文件的一般操作。文件的各种属性首先通过文件的结构体来看看文件到底有哪些属性：struct stat { dev_t st_dev; /* 设备 */ ino_t st_ino; /* 节点 */ mode_t st_mode; /* 模式 */ nlink_t st_nlink; /* 硬连接 */ uid_t st_uid; /* 用户ID */ gid_t st_gid; /* 组ID */ dev_t st_rdev; /* 设备类型 */ off_t st_off; /* 文件字节数 */ unsigned long st_blksize; /* 块大小 */ unsigned long st_blocks; /* 块数 */ time_t st_atime; /* 最后一次访问时间 */ time_t st_mtime; /* 最后一次修改时间 */ time_t st_ctime; /* 最后一次改变时间(指属性) */};下面逐次来了解这些属性，如果需要查看某个文件属性，用 stat 命令就可，它会按照上面的结构体把信息列出来。另外，ls 命令在跟上一定参数后也可以显示文件的相关属性，比如 -l 参数。文件类型文件类型对应于上面的 st_mode, 文件类型有很多，比如常规文件、符号链接（硬链接、软链接）、管道文件、设备文件(符号设备、块设备)、socket文件等，不同的文件类型对应不同的功能和作用。范例：在命令行简单地区分各类文件$ ls -ltotal 12drwxr-xr-x 2 root root 4096 2007-12-07 20:08 directory_fileprw-r--r-- 1 root root 0 2007-12-07 20:18 fifo_pipebrw-r--r-- 1 root root 3, 1 2007-12-07 21:44 hda1_block_dev_filecrw-r--r-- 1 root root 1, 3 2007-12-07 21:43 null_char_dev_file-rw-r--r-- 2 root root 506 2007-12-07 21:55 regular_file-rw-r--r-- 2 root root 506 2007-12-07 21:55 regular_file_hard_linklrwxrwxrwx 1 root root 12 2007-12-07 20:15 regular_file_soft_link -> regular_file$ stat directory_file/ File: `directory_file/' Size: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directoryDevice: 301h/769d Inode: 521521 Links: 2Access: (0755/drwxr-xr-x) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)Access: 2007-12-07 20:08:18.000000000 +0800Modify: 2007-12-07 20:08:18.000000000 +0800Change: 2007-12-07 20:08:18.000000000 +0800$ stat null_char_dev_file File: `null_char_dev_file' Size: 0 Blocks: 0 IO Block: 4096 character special fileDevice: 301h/769d Inode: 521240 Links: 1 Device type: 1,3Access: (0644/crw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)Access: 2007-12-07 21:43:38.000000000 +0800Modify: 2007-12-07 21:43:38.000000000 +0800Change: 2007-12-07 21:43:38.000000000 +0800说明：通过 ls 命令结果每行的第一个字符可以看到，它们之间都不相同，这正好反应了不同文件的类型。 d 表示目录，- 表示普通文件（或者硬链接），l 表示符号链接，p 表示管道文件，b 和 c 分别表示块设备和字符设备（另外 s 表示 socket 文件）。在 stat 命令的结果中，可以在第二行的最后找到说明，从上面的操作可以看出，directory_file 是目录，stat 命令的结果中用 directory 表示，而 null_char_dev_file 它则用 character special file 说明。范例：简单比较它们的异同通常只会用到目录、普通文件、以及符号链接，很少碰到其他类型的文件，不过这些文件还是各有用处的，如果要做嵌入式开发或者进程通信等，可能会涉及到设备文件、有名管道（FIFO）。下面通过简单的操作来反应它们之间的区别（具体原理会在下一节《Shell 编程范例之文件系统》介绍，如果感兴趣，也可以提前到网上找找设备文件的作用、块设备和字符设备的区别、以及驱动程序中如何编写相关设备驱动等）。对于普通文件：就是一系列字符的集合，所以可以读、写等$ echo "hello, world" > regular_file$ cat regular_filehello, world在目录中可以创建新文件，所以目录还有叫法：文件夹，到后面会分析目录文件的结构体，它实际上存放了它下面的各个文件的文件名。$ cd directory_file$ touch file1 file2 file3对于有名管道，操作起来比较有意思：如果要读它，除非有内容，否则阻塞；如果要写它，除非有人来读，否则阻塞。它常用于进程通信中。可以打开两个终端 terminal1 和 terminal2，试试看：terminal1$ cat fifo_pipe #刚开始阻塞在这里，直到下面的写动作发生，才打印test字符串terminal2$ echo "test" > fifo_pipe关于块设备，字符设备，设备文件对应于 /dev/hda1 和 /dev/null，如果用过 U 盘，或者是写过简单的脚本的话，这样的用法应该用过：:-)$ mount hda1_block_dev_file /mnt #挂载硬盘的第一个分区到/mnt下（关于挂载的原理，在下一节讨论）$ echo "fewfewfef" > /dev/null #/dev/null像个黑洞，什么东西丢进去都消失殆尽最后两个文件分别是 regular_file 文件的硬链接和软链接，去读写它们，他们的内容是相同的，不过去删除它们，他们却互不相干，硬链接和软链接又有何不同呢？前者可以说就是原文件，后者呢只是有那么一个 inode，但没有实际