有人可以給我解釋一下，為什么 Linux 的文件系統(tǒng)是「單目錄層階樹狀」結(jié)構(gòu)，而不像 Windows 那樣有個 C: D: 分區(qū)啥的，這樣做有沒有特別的原因呢?一句話：不分區(qū)的好，Windows 那是為了向下兼容

Doug O'Neal

說起來 Unix 的文件系統(tǒng)的道行要比 Windows 的早很多年，所以您的問題得改成：「為什么 Windows 要自搞一套弄出個硬盤分區(qū)符號來呢?」

樹狀的文件結(jié)構(gòu)有個優(yōu)勢就是任何子目錄或者文件，都能順著根目錄找到。所以，如果你需要把本地文件遷移到一個網(wǎng)絡(luò)硬盤上，這時候?qū)τ谲浖碚f，它們不會察覺到任何區(qū)別。

假設(shè)你有一套系統(tǒng)，操作系統(tǒng)焊死不能動，但是有個程序有很高的I/O需求，那么你可以很方便地把 /usr 目錄加載為只讀，然后吧 /opt(應(yīng)用程序安裝目錄)目錄加載到一塊SSD上。這樣整個文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)對于操作系統(tǒng)來說沒有發(fā)生任何改變。然而在Windows下，這種問題就比較討厭，特別是程序路徑前面帶著個 C:Program Files 的時候……

Gilles 70票

這都是有歷史原因在里面的，部分上是因為這樣做在當(dāng)時更有效。

Multics

Multics 是我所知的歷史上第一個采用「層階樹狀文件結(jié)構(gòu)」的操作系統(tǒng)，一個目錄里還嵌著子目錄這種機制。引用 R.C. Daley 和 P.G. Neumann 的《通用輔助文件存儲(A General-Purpose File System For Secondary Storage)》一文中的話：

論文第二部分闡述了一種「層階樹狀文件結(jié)構(gòu)」的文件系統(tǒng)，對于操作系統(tǒng)來說，它非常高效。這種結(jié)構(gòu)兼顧了可靠性和靈活性……

為了便于理解，我們可以把這種結(jié)構(gòu)想象成一棵樹，文件的樹，其中有一些目錄其實也是文件。但是有一個例外的目錄，它自身的指針只指向一個單一的，確定的目錄，那就Root目錄。它沒有明確地被其他目錄所指，root目錄只是隱式地代表一個虛擬的分支，我們稱這個分支結(jié)構(gòu)為「文件系統(tǒng)」。

在任何時候，用戶都處于一個目錄下面，我們稱它為「工作目錄(working directory)」，用戶可以通過指定入口訪問工作目錄下面的文件。而且多個用戶可以同時工作在同一個工作目錄之下。

在其他各個方面，Multics 追求的是靈活性，用戶只需工作在整個文件系統(tǒng)的一條分支上，其他的不用管，但還能保證用目錄管理文件的便捷性。目錄還被用來控制訪問權(quán)限 —— 目錄的 READ 屬性允許用戶訪問目錄中的文件，而 EXECUTE 屬性允許用戶修改目錄中的文件 (這個特性被后來的unix系統(tǒng)繼承下來)。Multics 還遵循了「單一存儲對象池」的設(shè)計原則。但是論文沒有在這方面展開。「單一存儲對象池」對于當(dāng)時的硬件條件來說非常合適，那時候沒有可移動的硬盤，起碼是沒有人關(guān)心這個問題。Multics 確實有一個備用的備份存儲池，但對于用戶來說，它是不存在的。

Unix

Unix 系統(tǒng)深受 Multics 的影響，但是比起 Multics 的「靈活」，Unix 更專注于加強系統(tǒng)的「簡潔」。

「單一目錄樹層級」的文件系統(tǒng)就很適合Unix系統(tǒng)。就和 Multics 一樣，存儲池的細節(jié)，經(jīng)常不需要用戶關(guān)心。但是后來出現(xiàn)了可拆卸的硬盤， Unix 通過 mount 和 umount 兩個命令把對存儲設(shè)備的操作暴露給用戶(只有「管理員權(quán)限」的用戶才能執(zhí)行這樣的操作)。在 《Unix 分時系統(tǒng)設(shè)計(The Unix Time-Sharing System)》一文中， Dennis Ritchie 和 Ken Tompson 解釋道：

雖然系統(tǒng)根目錄一般都在同一個存儲設(shè)備上，但是對于其他分支目錄則未必要這樣做。出于兩種考慮，我們需要 mount命令完成存儲設(shè)備掛載的工作：普通文件的文件名一致性，和文件所在的存儲設(shè)備可能有其獨立的文件存儲結(jié)構(gòu)。通過mount命令，可以把之前的一個文件，替換成一個可移動存儲設(shè)備上的完整的目錄結(jié)構(gòu)，事實上，mount命令把文件層級的某一部分，通過引用外部數(shù)據(jù)，替換成一個新的結(jié)構(gòu)。這樣對于之前整個文件系統(tǒng)來說，沒有發(fā)生任何改變。其實，拿我們的系統(tǒng)安裝過程舉例，root目錄一直在我們的硬盤上占了一小塊地方，但其他用戶數(shù)據(jù)在不同的硬盤上，通過mount機制，按序列加載組成一個初始化的系統(tǒng)。一個「可掛載」的系統(tǒng)，完全是通過讀寫特殊文件完成的。各種應(yīng)用可以創(chuàng)建自己的文件系統(tǒng)，或者簡單地從他處拷貝一份。

(小編注：上面這段文字的中心思想：在UNIX中，一切都是文件。)「層階樹狀文件系統(tǒng)」還有一個優(yōu)勢，就是可以把管理存儲設(shè)備的復(fù)雜任務(wù)交給內(nèi)核處理，這就意味著內(nèi)核雖然越來越復(fù)雜，但是對于建立其上的應(yīng)用來說，其結(jié)果就是保持簡潔。因為內(nèi)核已經(jīng)把臟活累活都包了，大部分應(yīng)用都不用關(guān)心這部分細節(jié)，這是一種更加自然的設(shè)計。

Windows

Windows 系統(tǒng)流淌著兩支古老血脈：設(shè)計運行在 VAX 微機上的 VMS 操作系統(tǒng)，和早期Intel微機(如 8080、Z80)上運行的 CP/M 操作系統(tǒng)。

VMS 有一個分布式的層級文件系統(tǒng)，叫做 Files-11

。在 Files-11 中，一個文件的完整路徑包括一個「節(jié)點名稱」、一個關(guān)聯(lián)的用戶賬戶、設(shè)備名稱、目錄樹、文件名和文件類型，以及版本號。VMS 有強大的Logical Names功能，這個功能允許自定義「快捷方式」到指定的路徑，所以用戶不需要在意目錄的「真實」路徑。

CP/M 是為了 64kB 的內(nèi)存和軟盤系統(tǒng)設(shè)計的，為了一切從簡，所以從誕生起，它就沒有「目錄」這個概念，但是文件是通過引用「驅(qū)動器位置」來訪問的，比如 A: 或者 B:

而 MS DOS 1.0 繼承了 CP/M 的這個特性，所以，當(dāng) MS DOS 2.0 引入「目錄」的概念以后，為了兼容 1.0 也在路徑錢保留了「盤符」字符，而斜杠「/」符號是原來 VMS 和 CP/M 系統(tǒng)中表示「命令參數(shù)開始」的符號，所以后來的 DOS 以及 Windows 必須區(qū)分，而采用了 反斜杠「」 符號作為路徑分隔符。

Windows 繼承了 DOS 和 VMS 的習(xí)慣，雖然已經(jīng)意義不大，但是依舊保留著「盤符」的傳統(tǒng)。如今，在 Windows 底層，采用的是 UNC 路徑(通用命名規(guī)則，即 servernamesharename 的規(guī)范)，但這只是一些高級 Windows 用戶需要知道的功能，Windows 現(xiàn)在確實可以通過「重解析點」(Reparse Points)來掛在存儲設(shè)備。(所以不需要C:這樣的盤符了)

您知道了嗎？