Linux从入门到进阶06:文件系统结构

我们购买的计算机一般都配置Windows操作系统，它的文件系统结构是树形目录结构，最顶层是盘符（C:、D:、E:、……），每个分区是独立的一棵目录树。

典型结构

Linux系统的文件结构也采用树形结构，与Windows的区别是没有盘符的概念，整个系统只有一棵目录树，所有存储设备、文件、目录都从唯一的根目录 / 开始，向下层层延伸，不存在 C:、D: 这类磁盘分区标识。这种统一的结构设计，能够让不同硬件设备、不同分区的文件都能以统一的方式被访问，核心遵循“一切皆文件”的理念——无论是硬件设备、目录、普通文件，都以文件的形式呈现和管理。

为了规范文件目录命名和存放标准，Linux基金会颁发了FHS（Filesystem Hierarchy Standard 文件系统层次结构标准），大多数Linux都采用如下图所示的文件组织形式，目录结构也都是相似的。

 一、系统核心目录

1、bin目录

Linux系统内置了很多便捷的操作命令，这些命令本质上就是编译完成的可执行应用程序，它们存储的位置就是bin目录。例如ls（查看目录）、cp（复制文件）、mkdir（创建目录）等最常用的命令，都位于此目录。bin目录的作用就是提供最基础、最常用的系统操作功能。

bin目录的文件不能进行删除和修改操作，一旦删除一旦删除或损坏，系统会直接瘫痪、无法使用。

2、etc目录

etc是linux系统的配置目录，用来存储系统工具或应用程序的配置文件。如网络连接、用户权限设置、系统服务设置等配置文件都存储在该目录。这些配置文件基本都是文本文件，可以使用cat命令查看配置文件，也可以使用vi命令修改配置文件。下面给出几个使用etc目录下配置文件的案例。

案例1：查看系统用户

输入下面的命令：

cat  /etc/passwd | grep  “/bin/bash”

命令输出结果：

cat/etc/passwd命令会显示当前所有用户，包括真实用户和系统用户，使用grep“/bin/bash”参数来过滤掉系统用户，只显示真实用户。

案例2：查看网络配置

输入下面的命令：

cat  /etc/hosts

命令输出结果：

上图给出了是 Ubuntu 虚拟机的网络默认配置。你也可以使用vi命令来修改这个配置文件，修改后会立即生效。

注意：修改此目录下的文件需要特别谨慎，错误配置可能导致系统无法正常运行。

3、lib和lib64目录

lib目录主要存放系统运行所需的共享库文件（类似Windows的dll文件），是所有可执行程序（尤其是/bin和/sbin下的命令）的依赖。其中/lib对应32位系统，/lib64对应64位系统，库文件的缺失会导致依赖该库文件的程序无法启动。

4.proc目录

proc目录存储的是内存数据，该目录存储的数据不占用硬盘存储空间，因为内存数据是内存的映像，这些数据都在内存中存储。

它主要用来存放当前系统内核、进程、硬件、内存、CPU等实时运行数据，系统工具通过读取该目录获取运行状态，管理员也可直接查看或微调内核参数，是了解和监控 Linux 系统的重要目录。

例如，我要查看CPU信息。在proc目录下会有一个cpuinfo文件，该文件存储了cpu的信息。我们可以使用 cat 命令读取该文件，将文件内容输出到控制台。cat 是 Linux 中最常用的文本查看命令：

cat  /proc/cpuinfo 

二、用户目录

1.home目录

home 目录是 Linux 系统中普通用户的主目录集合。系统会为每一位普通用户，在此目录下创建一个与用户名同名的子目录，作为该用户专属的工作空间。例如用户名为 zhangsan，其对应的主目录就是 /home/zhangsan。

用户的个人文档、下载文件、桌面内容、软件配置等数据，都会默认存放在自己的主目录内，功能上类似于 Windows 系统中的我的文档”+“桌面”+“用户文件夹”。

普通用户对自己的主目录拥有完整的读写、修改、删除权限；但对于其他用户的主目录，默认只有基本的查看权限，无法随意修改或删除他人文件。

例如：

用户 lisi 登录系统，进入自己的目录：/home/lisi。他可以在这里任意新建、编辑、=和删除文件。但无权对用户 wangwu 的目录 /home/wangwu进行操作，仅有查看部分文件内容的权限，但不能修改、删除和新建文件。这种权限机制既保证了个人用户数据独立，又实现了多用户之间数据的安全隔离。

三、存储目录

1.var目录

var目录全称是 variable，即可变的意思。主要存储系统动态变化的数据。如系统日志文件会随系统的运行时间不断增长，web服务器的网站根目录如Apache、Tomcat、Nginx也会随运行时间发生动态变化。var目录就是用来存储这些随系统运行时间动态发生变化的数据。

2.mnt目录

我们知道在Linux系统中，核心遵循“一切皆文件”的理念——无论是硬件设备、目录、普通文件，都以文件的形式呈现和管理。如果我们在电脑中插入一个U盘，Linux系统文件结构会发生什么变化呢？

其实系统目录树本身并不会凭空多出一个 “U 盘文件夹”，系统会先在 /dev 目录下，给这个 U 盘生成一个设备文件（如 /dev/sdb1），但你直接点开这个文件是看不到里面照片、文档的，它只是代表硬件本身。想要真正访问 U 盘里的内容，就需要用到挂载（mount），把这个硬件设备文件 “挂靠” 到某个空目录上，最常用的就是 mnt目录 或 media 目录。

挂载完成后，进入挂载目录（如/mnt/usb），看到的就不再是空文件夹，而是U 盘里的所有文件，对这个目录的复制、删除、修改，其实都是在操作 U 盘里的数据。

四、设备目录

1、dev目录

在 Linux 里，键盘、鼠标、显示器、硬盘、U 盘、显卡、打印机…… 全都是文件，这些文件称为设备文件，统一存放在dev目录里。这些设备文件不存真实数据，只代表硬件本身，想访问硬件，必须先找到dev 里对应的文件。

SCSI/SATA/USB 设备：命名通常以 sd 开头。例如，/dev/sda 代表第一块硬盘，/dev/sda1 是它的第一个分区；/dev/sdb 通常是插入的 U 盘或第二块硬盘。

NVMe 固态硬盘：命名较特殊，以 nvme 开头。例如，/dev/nvme0n1 是第一块 NVMe 盘，/dev/nvme0n1p1 是它的第一个分区。

键盘、鼠标：通常在 /dev/input/ 目录下，如 /dev/input/mouse0（鼠标）、/dev/input/event0（键盘事件）。 

五、应用和资源目录

1、usr目录

在Linux系统中，Linux提供了usr目录用来存放用户的应用程序。usr目录的全称是Unix System Resources（Unix 系统资源），通过usr这个目录我们看到了UNIX的影子，usr是Unix的核心存储目录，最早的 Unix 根目录 / 空间很小，只放启动必需的东西，所有用户程序、系统工具、库、文档都放在/usr目录下。后来 Unix/Linux 目录结构标准化后，官方更倾向于解释为：User System Resources（用户系统资源）。

可以把usr目录理解为Windows系统的Program Files目录，当你使用apt install、yum install 按装软件时，安装软件会默认把程序安装到usr目录。

usr有几个核心子目录，描述如下：

/usr/bin：存放普通用户使用的应用程序命令（区别于/bin的基础命令，此处多为第三方应用或系统扩展命令）；

/usr/sbin：存放管理员使用的扩展系统命令；

/usr/lib和/usr/lib64：存放应用程序依赖的共享库；

/usr/share：存放共享资源，如软件的文档、图标、语言包等；

/usr/local：存放手动安装的应用程序（如源码编译安装的软件），默认情况下，手动安装的软件会被安装到/usr/local/bin（命令）、/usr/local/lib（库文件）等子目录下。

2.opt目录

Linux发行版官方提供的软件默认存储到系统/bin或/usr目录，用户自己编译安装的软件默认存储到/usr/local目录。如Orcal数据库、JetBrains IDEA、Clion、VSCode等软件，这些软件自带一堆自己的库、配置、插件，安装时不希望和系统混在一起，避免污染系统，方便管理，删的时候不会损坏系统。

因此opt目录主要用来存储第三方商业软件，便于对第三方商业软件进行管理。

六、本节总结

Linux 文件系统采用单根树形结构，核心遵循一切皆文件的设计理念， ——无论是硬件设备、目录、普通文件，都以文件的形式呈现和管理。

整个系统仅有唯一一棵目录树，所有存储设备、文件、目录均从根目录 / 开始，向下层级延伸、分支扩展，不存在 Windows 下 C、D、E 盘的多根概念。

根目录 / 下的二级目录按功能可划分为五大类：

系统核心目录：存放系统启动、运行必需的二进制程序、配置与库文件；

用户相关目录：存放普通用户数据、家目录与用户配置；

存储与挂载目录：用于挂载磁盘、U 盘、移动存储等外部设备；

应用与资源目录：存放第三方软件、共享库、文档、帮助手册等；

设备与虚拟目录：映射硬件设备、进程信息、内存等系统虚拟资源。