检查和修复文件系统：命令 fsck
1. 检查文件系统为什么重要？
Linux 的文件系统其实是操作系统里最“忙碌”的员工之一。每当你保存文件、打开程序或者只是读取数据，它都在辛勤工作。现在想象一下：在最关键的时刻，这位员工累了，突然晕倒了（也就是说：系统因为断电被关闭了）。这可能导致文件表损坏、数据丢失或者其他一堆麻烦问题。
但是可能会出什么问题呢？
- 突然断电 — 你的设备没来得及完成数据写入就被意外断电。
- 存储错误 — 硬盘或 SSD 可能有硬件故障，导致文件系统受损。
- 软件错误 — 驱动程序或系统工具里可能也会有 bug。
通常在这些情况下，文件系统会变得不可用，系统可能会要求你检查它的状态。这时候 fsck 就派上用场了，它的全称是 File System Check。
2. 什么是fsck以及它是如何工作的？
工具的概念
fsck是一个通用工具，用于检查文件系统的完整性并修复发现的错误。它的工作方式就像医生：做测试，找问题，如果可能，就“治愈”。如果问题太严重，fsck至少可以诊断出具体出了什么问题。
什么时候使用fsck？
- 当文件明显出问题时（例如，它们突然“消失”）。
- 如果系统无法启动，并提示文件系统错误。
- 为了定期预防，确保一切正常。
3. fsck 的基本语法
通常使用 fsck 时会用到如下命令：
fsck [选项] <设备>
主要选项：
-y— 自动确认修复操作。如果不想坐在那里一个一个问题按yes的话，这个就很方便。-n— 仅检查，不修复（干跑）。如果害怕搞坏什么东西，这个选项对分析情况很有用。-t— 指定文件系统类型（比如ext4,xfs）。-r— 启用交互模式（你需要确认每一个修复操作）。
4. 实践：检查文件系统
我们从简单的检查开始。假设我们有一个设备 /dev/sdb1，我们想要检查它。
步骤 1：无修改检查
首先评估文件系统的状态而不做更改：
fsck -n /dev/sdb1
执行命令后，如果有问题，你会看到问题列表。以下是示例输出：
Inodes that were part of a corrupted orphan linked list found.
Filesystem errors detected. Run fsck to repair.
步骤 2：自动修复
现在我们开启错误修复模式：
fsck -y /dev/sdb1
fsck 会尝试修复每个发现的错误并自动确认操作。如果设备较大，这可能需要一些时间。
5. 如果文件系统正在使用该怎么办？
运行 fsck 时的错误
如果你尝试在已挂载的分区上运行 fsck，会收到以下警告：
fsck: cannot check a mounted filesystem.
这是因为检查挂载的文件系统可能导致数据损坏。有几种方法可以解决这个问题。
- 将设备挂载为只读模式。
mount -o remount,ro /dev/sdb1
- 使用 LiveCD 或 LiveUSB。
通过启动光盘或U盘引导系统，以便在未挂载的设备上执行检查。
- 使用恢复模式。
重新启动系统进入恢复模式，通常该模式提供一个安全环境来执行检查。
检查根文件系统 / 的特殊情况
根文件系统是一个特殊的情况，因为它被系统主动使用。要在这种分区上运行 fsck，需要：
- 通过以下命令切换到单用户模式：
systemctl isolate rescue.target
- 手动运行
fsck：
fsck -y /
6. 常见错误及其修复
损坏的 inodes
如果 fsck 提示有损坏的 inode（存储文件信息的结构），它会建议删除它们。这是安全的，因为损坏的 inode 已经不再与当前文件相关联。
丢失的文件
有时运行 fsck 后，丢失的文件会被放到文件系统根目录下的 lost+found 目录。你可以手动检查这个位置来恢复重要数据。
重要建议
检查前务必备份数据。 虽然
fsck通常是安全的，但是修复可能会导致数据丢失。不要在挂载的分区上运行
fsck。 这可能会导致数据损坏。使用标志
-n进行初步分析。 如果不确定是否应该自动修复错误，可以先使用干运行模式进行检查。
7. 示例：模拟错误并修复
- 创建一个虚拟磁盘并在上面建立一个文件系统：
dd if=/dev/zero of=./disk.img bs=1M count=100
mkfs.ext4 ./disk.img
- 挂载磁盘：
sudo mount ./disk.img /mnt/test/
- 模拟损坏：
sudo dd if=/dev/zero of=/mnt/test/randomfile bs=512 count=10
- 卸载磁盘并检查：
sudo umount /mnt/test/
fsck ./disk.img
根据命令的输出，修复错误。
完成此步骤后，你已经能够熟练检查文件系统，正确修复错误并防止故障发生。接下来我们将学习更多用于操作文件系统的工具，但fsck将是你诊断和修复问题的可靠助手。
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