文件系统的详细介绍

文件系统是基于操作系统，用来管理和组织保存在磁盘驱动器上的数据的系统软件，它通过对数据存储布局、空间管理、文件命名和安全控制等方面的管理，解决了如何在上有效地存储数据的问题，可以说通过文件系统，实现了数据的完整性，也就是保证了写入磁盘的数据和随后读出的数据的一致性，同时也实现了数据读写的简单化和安全性。

文件系统除了保存和管理以文件方式存储的数据外，同样也将文件以及文件系统自身的一些重要信息，例如文件的权限、大小、修改日期、属主和存储位置等存放到磁盘上，这些信息称为文件系统的元数据。文件系统是操作系统与磁盘设备之间交互的一个桥梁，通过文件系统实现了数据合理组织和有效存取，表现在操作系统上就是对文件和目录的管理。

在 Linux系统下能看到类似usr、/ home的目录，在 Windows系统下能看到C盘、D盘等，同时可以很轻松地在这些系统下添加、删除文件，这就是文件系统提供的功能。如果没有文件系统支持，看似很简单的操作将变得异常复杂。通过文件系统的方式来组织磁盘存储和数据管理，也是有好几个方式的优势，下面就具体分析下。

1、数据的读取、管理操作变得简单

文件系统给用户提供了一个简单的操作界面，用户可以通过对文件系统的简单操作，实现对磁盘的管理。虽然 Linux系统下也可以直接使用裸设备，但是在读取性能上，裸设备并不比文件系统能高出多少，同时还造成了管理与维护上的麻烦。

2、磁盘分区管理灵活

在文件系统下提供了很多的磁盘分区管理工具，例如LWMI等，通过这些工具可以灵活地对磁盘分区进行大小的修改，而在裸设备下，必须预先规划好磁盘空间，可能造成空间的不足或者浪费。

3、支持数据容错机制，数据安全能得到保障

文件系统提供了对于数据读取和写入的各种容错和保护机制，很好地保障了数据的安全，而裸设备没有这种灵活的管理机制，对于数据安全只能通过手工的备份方式来实现。

由于文件系统是操作系统和磁盘之间的一个桥梁，因此对磁盘的任何写操作都要经过文件系统，然后才到磁盘。这是个优点，也是个缺点，说优点是因为通过文件系统可以合理简单地组织磁盘数据，说缺点是因为在大量写操作下，文件系统本身也会产生开销，例如对元数据的维护、文件系统缓存等。这个桥梁就成了一个障碍。不过，现在很多类型的文件系统都在做写入性能的改进，因而相对于文件系统提供的这些优点，缺点基本可以忽略。