我在知乎和公众号上都提到过，我在2012年于腾讯工作时写过一篇《linux文件系统十问》。一直有人问我这篇文章在哪里能看到，如今外网唯一的正版链接——腾讯学堂也已经失效，网上能搜到的全是盗版。所以今天我干脆正式地再发一遍这篇文章。
以下是文章的正文。
关于文件系统，相信大家都不陌生。作为程序员的我们几乎每天都会与之打交道，但深入探讨一下，其中又有多少是我们理解不深的呢？那么，让我们一起来看一下下面这一组关于Linux文件系统的问题吧：
1、机械磁盘在进行随机读写时速度非常慢，操作系统是采用什么技巧来提高随机读写的性能的？2、使用touch命令创建一个新的空文件会占用磁盘空间吗？如果占用，占用多少？3、新建一个空目录会占用磁盘空间吗？占用多少？与新建一个文件相比，哪个占用的空间更大？4、你知道文件名是记录在磁盘的什么位置吗？5、文件名最长可以有多长？受到什么限制？6、文件名太长会影响系统性能吗？为什么会产生影响？7、一个目录下最多能建立多少个文件？8、新建一个内容大小为1KB的文件，实际会占用多大的磁盘空间？9、向操作系统发起读取文件2字节的命令，操作系统实际会读取多少？10、我们在使用文件时，怎样做才能提高磁盘IO速度？
如果你能毫不犹豫地回答出其中80%的问题，那么请关闭本文吧。如果不能，而且你也像作者一样对探索操作系统的细节有兴趣，那么就请随我一起来探索文件系统的这些有趣之处，相信理解了这些之后对我们手中的工作会有很大的帮助。这篇文章所用的文件系统是ext系列的。
一、磁盘构成及分区1、磁盘的物理结构首先从最基本的磁盘物理结构说起，注意本文只讨论机械磁盘，SSD不在本文讨论范围之内。我们人类在管理任何事物时总是习惯先划分出一定的结构，在此规则的基础上进行管理。军队分为军、师、旅、团和营。公司分为事业群、部门、中心和小组。然后对于管理磁盘，分为磁盘面、磁头、磁道、柱面和扇区。
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磁盘面：磁盘是由一叠磁盘面组成的，见图。磁头(Heads)：每个磁头对应一个磁盘面，负责该磁盘面上的数据读写。磁道(Track)：每个盘面会围绕圆心划分出多个同心圆圈，每个圆圈称为一个磁道。柱面(Cylinders)：所有盘片上同一位置的磁道组成的立体称为一个柱面。扇区(Sector)：以磁道为单位管理磁盘仍然太大，所以计算机前辈们又把每个磁道划分出了多个扇区，见下右图。
我爱上Linux的一个原因就是只要你愿意下功夫，你就能把Linux的内部逻辑彻底铺开来看，这点比Windows好太多了。Linux上可以通过fdisk命令，来查看当前系统使用的磁盘的这些物理信息。
