fsck原理详解

要理解fsck的原理我们应该要了解一下i节点这种记录文件的机制。
linux系统给每个文件赋予了一个i节点的数据结构，其中列出了文件属性和文件块的磁盘地址，如下图：

文件属性

磁盘块0的地址

磁盘块1的地址

磁盘块2的地址

磁盘块3的地址

磁盘块4的地址

采用这种方式，在我们打开文件的时候，其对应的i节点才会加载到内存中，如果每个i节点占n个字节，最多k个
文件同时打开，则为打开文件而保留的数组所占据的全部内存为kn个字节。这种方式比在内存中使用文件分配表
效率高很多，同时占据的空间小，它的大小只与打开的文件数有关，与磁盘是100G还是1000G无关！(100G的磁盘
和1KB大小的块，对应的文件分配表大小为600MB～800MB)
要对i节点有更多的了解，可以看下我转载的关于inode节点的那篇文章。
好了。现在回到我们的主题，很多文件系统读取磁盘块，进行修改后再写回磁盘。但是如果在修改过的磁盘块全部
写回之前系统崩溃怎么办？我们怎么去保证文件系统的一致性，如果没有被写回的块是i节点，目录块或者是包含
空闲表的块时这将会造成很大的麻烦！

为了解决这个问题，我们的工具—fsck出场了，下面我们来谈谈fsck是怎么工作的=。=
一致性的检查分为两种：块的一致性检查和文件的一致性检查。在检查块的一致性时，fsck程序构造两张表，
每张表为块设立一个计数器，都初始化为0。第一张表中的计数器跟踪该块在文件中出现的次数，第二张表中的计数器
跟踪空闲表中的出现次数。接着fsck程序使用原始设备读取全部的i节点，忽略文件的结构，只返回所有的磁盘块，从0
i节点开始，可以建立相应文件的全部块的块号表。每当读到一个块号时，该块在第一个表中的计数器加1，然后程序读
取空闲表或位图，查找全部未使用的块，当在空闲表中找到一个块时，第二张表相应的计数器加1。

那么如何判断文件系统一致呢？
哈哈，如果我们的文件系统一致，每一个块要么在第一张表中计数为1，要么在第二张表中技术为1。那要是不是这样呢？
OK，我们再来看看出错的情况：

1101011110011100       使用的块

0000100001100011        空闲块

上面这种情况，磁盘块2没有出现在任何一张表中，称为块丢失，尽管它不会造成实际的损害，但是浪费磁盘空间啊
解决方法：fsck程序只需要将它加入到空闲表中即可。

1101011110011100       使用的块

0010200001100011        空闲块

这种情况磁盘块4在空闲表中出现2次(只在空闲表是真正意义上的一张表时，才会出现重复，在位图中，不会出现类似情况)
解决方法：fsck程序只要重新建立空闲表即可。

1101021110011100       使用的块

0010100001100011        空闲块

这种情况有点复杂，磁盘块5在表中出现两次，如果删除它对应的文件，那么磁盘块5在两张表中的计数都是1，同时处于使用
和空闲状态。若删除它对应的两个文件，则在空闲块出现2次，那我们的fsck程序如何解决呢？
解决方法：fsck程序先分配一空闲块，把磁盘块5中的内容复制到空闲块中，然后把它插到其中一个文件中。这样文件的内容未
改变，但是内容几乎是不正确的，但至少保证了文件系统的一致性。这一错误应该反馈给用户，让用户去检查文件的受损情况。

除了检查磁盘块的正确性之外，fsck程序还检查目录系统，这个..........还是留给自己去思考吧学习操作系统就是要学习它的设
计思想，理念，将它运用到实际的问题当中去解决问题！