Linux下稀疏文件的存储方式

写在前面：本博客为本人原创，严禁任何形式的转载！本博客只允许放在博客园（.cnblogs.com），如果您在其他网站看到这篇博文，请通过下面这个唯一的合法链接转到原文！

本博客全网唯一合法URL：http://www.cnblogs.com/acm-icpcer/p/8745685.html

先引入两个问题：

一、第一个字节处写入一个字符，然后再第1000个字节位置写入一个字符，文件系统显示的文件大小是多少，磁盘系统显示的文件大小是多少。

二、仅仅在第一个字节处写入一个字符，文件系统显示的文件大小是多少，磁盘系统显示的文件大小是多少。

首先我们要清楚一些概念：

（1）稀疏文件与其他普通文件基本相同，区别在于文件中的部分数据是全0，且这部分数据不占用磁盘空间；

（2）文件在Linux中是以inode数据结构为存在标志的；

（3）inode节点采用了多重索引结构，主要体现在直接指针和3个间接指针。直接指针包含12个直接指针块，它们直接指向包含文件数据的数据块，紧接在后面的3个间接指针是为了适应文件的大小变化而设计：

　　前12个直接指针，直接指向存储的数据区域。如Blocks大小为4096，则前12个直接指针就可以保存48KB文件。
　　一级指针可存储文件大小计算假设每个指针占用4个字节，则一级指针指向的Block可保存4096/4个指针，可指向1024个Blocks。一级指针可存储文件数据大小为1024*4096 = 4MB。 
　　二级指针可存储文件大小计算同样按照Blocks大小为4096，则二级指针可保存的Block指针数量为(4096/4) *（4096/4) = 1024*1024。则二级指针可保存的文件数量大小为(1024*1024)*4096 = 4GB。
　　三级指针可存储文件大小计算以一级、二级指针计算方法类推，三级指针可存储的文件数据大小为（1024*1024*1024)*4096 = 4TB。

按照我在先前的博客Linux的磁盘系统和文件系统显示的文件大小为什么不一样(du指令和ls指令的区别)

分析得到的结论我们来一一讨论：

1、第一个字节写入一个字符，第1000个字节位置写入一个字符。

　　按照实验结果得出的结论：文件系统显示1000B，磁盘系统显示4KB。当然，这是因为我安装的是虚拟机ubuntu，在FAT32的条件下它并不支持稀疏文件的压缩，我知道在其他linux上，文件系统显示的是稀疏文件压缩后的结果，具体分析如下：

　　文件系统存储稀疏文件时，inode索引节点中，只给出实际占用磁盘空间的Block 号，数据全零且不占用磁盘空间的文件Block并没有物理磁盘Block号。文件空洞部分不占用磁盘空间，文件所占用的磁盘空间仍然是连续的。

 

2、第一个字节写入一个字符。

   文件系统显示1B，磁盘系统显示4KB。

（附注：本篇博客参考了博客https://blog.csdn.net/sky101010ws/article/details/77415657）

tz@COI HZAU

2018/4/8