第 03 章：文件与目录

zjc 于 2026-01-03 发布

这是《Linux 零基础实战指南》的独立章节版。本章从概念、实操和生产排查三个视角展开，代码块保留了原书可直接运行的版本。 Linux 以统一目录树组织所有资源。理解文件类型、目录结构、链接、元数据、时间戳和 inode，是排查“文件删了但磁盘没释放”“目录无法进入”“硬链接和软链接差异”等问题的前提。

3.1 目录结构回顾

/
|-- bin -> usr/bin
|-- boot
|-- dev
|-- etc
|-- home
|-- opt
|-- proc
|-- root
|-- srv
|-- sys
|-- tmp
|-- usr
+-- var

常见目录：

目录	用途
`/etc`	配置
`/home`	普通用户家目录
`/root`	root 家目录
`/var/log`	日志
`/var/lib`	服务状态数据
`/opt`	第三方软件
`/srv`	服务数据
`/tmp`	临时文件
`/dev`	设备
`/proc`	进程与内核信息
`/sys`	设备与内核参数

不要把业务大文件随意放在 /root 或 /tmp。/tmp 可能被清理策略影响。

3.2 查看与创建

查看：

pwd
ls -lah
ls -ld /opt/app
stat app.conf
file app.bin

创建与删除：

mkdir deploy
mkdir -p app/conf/app-config
touch app.log
rmdir empty-dir
rm app.log
rm -r old-app

复制与移动：

cp app.conf app.conf.bak
cp -a /opt/app /opt/app.bak
cp -r conf /tmp/conf
mv app.log archive/
mv old.conf new.conf
rename 's/.log$/.old/' *.log

cp -a 会尽量保留权限、属主和时间戳。跨文件系统时行为可能受支持能力影响。

3.3 文件类型

ls -lh /dev/sda
ls -l /etc/nginx/nginx.conf
stat /var/run

首字符含义：

字符	类型
`-`	普通文件
`d`	目录
`l`	符号链接
`b`	块设备
`c`	字符设备
`s`	socket
`p`	命名管道

查看进程打开的 socket：

ss -lntp
lsof -nP -p <pid>

3.4 inode 与文件名

inode 保存文件元数据：

inode
  |-- 文件类型与权限
  |-- 属主与属组
  |-- 大小
  |-- 时间戳
  |-- 链接计数
  |-- 数据块指针
  +-- 指向 dir entry 的文件名在目录项中，不在 inode 中

查看 inode：

ls -i app.log
df -ih
stat app.log

典型问题：

现象	常见原因
`df -h` 有空间，创建文件报错	inode 耗尽
删除大日志后磁盘不释放	文件仍被进程打开
目录有写权限但不能创建	目录执行权限缺失或配额限制
文件名存在但内容异常	应用写入方式或路径错误

处理被进程占用的已删除文件：

lsof +L1
ls -l /proc/<pid>/fd

处理方式通常是重载或重启对应进程，先评估业务影响。

3.5 链接

软链接示例：

ln -s /opt/app/current /opt/app/latest
ls -l /opt/app/latest
readlink -f /opt/app/latest

硬链接示例：

echo hello > a.txt
ln a.txt b.txt
ls -li a.txt b.txt
rm a.txt
cat b.txt

特性	硬链接	软链接
本质	指向同一 inode	指向路径
跨文件系统	通常不可	可以
链接目录	一般不允许	可以
目标删除后	数据仍可访问	可能悬空
大小	元数据角度相同	存路径字符串

发布目录常使用软链接：

/opt/app/releases/v1
/opt/app/releases/v2
/opt/app/current -> /opt/app/releases/v2

切换时只切换 current，并确保应用按真实路径解析配置。

3.6 时间戳

stat 常见字段：

字段	含义
Access	访问时间
Modify	内容修改时间
Change	inode 元数据变化时间
Birth	创建时间，支持情况与文件系统有关

示例：

stat app.log
touch -d '2026-08-25 10:00:00' app.log
find /var/log -type f -mtime +7
find /var/log -type f -mmin -60

时间可能受 relatime、挂载选项和文件系统实现影响。审计场景要以审计系统和时间同步策略为准。

3.7 文件与目录权限

drwxr-xr-x
| |  |  |
| |  |  +-- others: r-x
| |  +----- group : r-x
| +-------- owner : rwx
+---------- directory

普通文件权限：

权限	对文件
r	可读内容
w	可修改内容
x	可执行

目录权限：

权限	对目录
r	可列出条目名
w	可创建、删除、重命名条目
x	可进入目录并访问 inode

只给目录读权限时，能看到文件名，但不能读取文件属性和内容。

修改：

chmod 644 app.conf
chmod 750 deploy.sh
chmod u+x deploy.sh
chmod g-w app.conf
chown app:app app.conf
chgrp app app.conf

递归修改要谨慎：

chown -R app:app /opt/app
find /opt/app -type d -exec chmod 750 {} +
find /opt/app -type f -exec chmod 640 {} +

3.8 特殊权限

Set UID：

chmod u+s /usr/bin/passwd

执行者临时获得文件属主权限。系统会严格限制这类程序。

Set GID：

mkdir /srv/share
chgrp app /srv/share
chmod 2775 /srv/share

Sticky Bit：

chmod 1777 /tmp
ls -ld /tmp

常见权限数字：

数字	含义
4755	Set UID + rwxr-xr-x
2775	Set GID + rwxrwxr-x
1777	Sticky + rwxrwxrwx

特殊权限会扩大影响面，业务程序中不应随意使用。

3.9 磁盘占用分析

df -hT
df -ih
du -sh /var/log
du -h --max-depth=2 /var | sort -h
ncdu /var

排查思路：

df 确认文件系统水位
  -> du 定位大目录
     -> find 定位大文件
        -> lsof +L1 检查已删除但被占用文件
           -> 确认日志轮转和清理策略

示例：

find /var -xdev -type f -size +100M -printf '%s %p\n' |
  sort -nr | head -20

删除日志前确认应用轮转策略：

ls -lh /var/log/nginx
grep -R 'rotate' /etc/logrotate* 2>/dev/null

3.10 压缩与归档

tar -czf app-$(date +%F).tar.gz /opt/app
tar -xzf app-2026-08-25.tar.gz -C /tmp
tar -tf app-2026-08-25.tar.gz | head

gzip app.log
gunzip app.log.gz
zcat app.log.gz | head
bzip2 app.log
xz app.log
zip -r app.zip /opt/app
unzip app.zip -d /tmp/app

常用格式：

格式	命令	特点
`.tar.gz`	`tar -czf`	兼容好，常见
`.tar.xz`	`tar -cJf`	压缩率高，耗时更长
`.tar.bz2`	`tar -cjf`	介于两者之间
`.zip`	`zip`	跨平台常见

解包前先查看内容，避免把大量文件直接释放到当前目录。

3.11 生产案例

案例：磁盘满但找不到大文件

现象：

df 显示 95%
du 汇总明显小于 df

排查：

df -hT
du -sh /var/* 2>/dev/null
lsof +L1
dmesg -T | tail

结论：日志文件被删除，但进程仍持有文件描述符。

处理：

先确认日志是否仍需要；
通过重载日志组件或滚动进程释放；
必要时安排业务低峰重启；
修复 logrotate 和磁盘告警。

案例：软链接悬空

ls -l /opt/app/current
readlink -f /opt/app/current
test -e /opt/app/current && echo OK || echo BROKEN

发布系统应在切换后立即验证链接目标和服务健康状态。

本章小结

文件系统围绕目录项、inode 和数据块组织。目录权限控制的是条目访问能力，普通文件权限控制的是内容访问能力。软链接适合发布切换，硬链接适合同一文件系统内的多路径引用。磁盘排查要同时看容量和 inode，并注意被进程占用的已删除文件。

思考题

为什么删除一个仍在被写入的日志文件，磁盘空间不会立即释放？
目录的 r 和 x 权限有什么区别？
硬链接和软链接分别适合哪些场景？
df -h 正常但创建文件失败，还需要检查什么？
设计一个发布目录结构，支持版本保留和快速回滚。