一文解讀文件系統(tǒng)的作用性（二）

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(shí)首先需要回答的問(wèn)題是，為什么會(huì)有文件系統(tǒng)這個(gè)東西呢？我想如果能搞清楚這個(gè)問(wèn)題，會(huì)幫助大家更好的理解文件系統(tǒng)，那么我就嘗試著來(lái)模擬一次文件系統(tǒng)的演進(jìn)過(guò)程，于是，我們來(lái)到了那一天，那天之前，人們還沒(méi)有文件系統(tǒng)的概念。

友情提示 : 下面將在荒誕的場(chǎng)景下演進(jìn)人類合理的訴求

神說(shuō)，要有光，于是，光照大地

神說(shuō)，要有風(fēng)，于是，風(fēng)動(dòng)四方

神說(shuō)，人類要記住神，于是，有了傳說(shuō)

神說(shuō)，怕你們忘了，得記下來(lái)，于是，有了文字，信息被存儲(chǔ)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(shí)候，人類如獲至寶，如此大的存儲(chǔ)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(gè)字一個(gè)字的將精彩的內(nèi)容順序存儲(chǔ)在硬盤中，終于，全套的盜墓筆記被存儲(chǔ)在硬盤中了，還沒(méi)來(lái)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?yàn)槭琼樞虼鎯?chǔ)的，從開始的地方一直讀下去，當(dāng)恰好跳過(guò)秦嶺神樹章節(jié)內(nèi)容的時(shí)候，就做一個(gè)標(biāo)記，記錄已經(jīng)跳過(guò)的字節(jié)數(shù)，下次再看的時(shí)候，就直接讀到硬盤對(duì)應(yīng)的位置即可，經(jīng)過(guò)一番努力，我找到了并把這個(gè)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(lái)，我開始有點(diǎn)不耐煩了，因?yàn)檫@張紙條里面的內(nèi)容越來(lái)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(shí)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(chǔ)無(wú)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(duì)應(yīng)的內(nèi)容，我立刻想到了最簡(jiǎn)單的解決方案，仍然使用順序存儲(chǔ)，只不過(guò)在內(nèi)容錄入的時(shí)候，給每本書分100MB的存儲(chǔ)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(chǔ)，但是，我很快又有了一個(gè)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(duì)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(diǎn)洋洋自得了，簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)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?yàn)檫@塊硬盤不是我的，開始說(shuō)好的800MB沒(méi)有了，我被要求只能使用8MB來(lái)存儲(chǔ)全套的盜墓筆記，原先的設(shè)計(jì)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(huì)越界，而有些內(nèi)容少的章節(jié)又不夠飽滿，那些沒(méi)有被利用起來(lái)的空間此時(shí)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(jì)。

看起來(lái)，順序存儲(chǔ)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(chǔ)在硬盤中了。于是，喝下一罐可樂(lè)后，我發(fā)覺(jué)將章節(jié)抽象成一個(gè)章節(jié)類是一個(gè)不錯(cuò)的注意，每個(gè)章節(jié)是該類的一個(gè)對(duì)象實(shí)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(gè)對(duì)象都64字節(jié)對(duì)齊，這樣400章的索引信息只需要25KB即可完成存儲(chǔ)，我大大方方的將全部的章節(jié)類對(duì)象存儲(chǔ)在8MB的前32KB區(qū)域，后面剩余的全部順序存儲(chǔ)內(nèi)容，就這樣，隨著需求的不斷增加，我的設(shè)計(jì)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。