Metadata 元数据信息详解

元数据定义
MetaData元数据是描述一个文件的特征的系统数据，诸如访问权限、文件拥有者以及文件数据。
在集群文件系统中，也会看到DateNode和MetaNode，后者就是描述文件在集群中的位置。
不论在单机环节或集群环境，用户操作一个文件前，必须首先得到它的元数据，才能定位到文件的位置并且得到文件的内容或相关属性。

查看命令：stat

[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1579      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 13:25:00.903142426 +0800
Modify: 2020-04-22 13:24:57.440986257 +0800
Change: 2020-04-22 13:24:57.441986302 +0800

• File：文件名称
• Size：文件大小
• Blocks：占据的磁盘块数
• IO Block：IO块大小
• Rregular file：普通文件
• Device：所在设备
• Inode：Inode节点号
• Links：被硬链接次数
• Access：访问权限
• Uid：uid号和属主
• Gid：gid号和属组
• Access： 文件最近一次被访问的时间
• Modify： 文件最近一次被修改的时间
• Change：元数据最近一次被修改的时间
  备注:
  • 时间字段是完整的年月日、时分秒 以及纳秒数和时区
  • 通过以下小实验求证其正确的定义，依靠date +%N打印出纳秒数
  • 因为已经是极致，即使通过命令让以下命令“几乎同时运行”，仍然存在滞后

[root@oracle tmp]# touch test10; stat test10 ; echo "Nowtime" "`date +%F" "%T.%N" "%z`"
  File: ’test10'
  Size: 0         	Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228238     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 18:11:59.903022404 +0800
Modify: 2020-04-22 18:11:59.903022404 +0800
Change: 2020-04-22 18:11:59.903022404 +0800
Nowtime 2020-04-22 18:11:59.914273670 +0800

如何修改文件的时间戳信息？
命令touch可以同时刷新元数据的时间戳信息

  File: 'profile'
  Size: 1827      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 21:12:37.165113482 +0800
Modify: 2020-04-22 21:13:47.816084697 +0800
Change: 2020-04-22 21:21:30.586551224 +0800
[root@oracle tmp]# touch profile
[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1827      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800
Modify: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800
Change: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800

或者利用touch的参数修改指定时间戳的信息：
touch命令 格式：touch [OPTION]… FILE…
-a 仅改变 atime和ctime
-m 仅改变 mtime和ctime
-t [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss]
指定atime和mtime的时间戳

不同的文件操作如何影Metadata？

mv操作 影响ctime和inode (Device可能会更新 )

• 移动前

[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1579      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 13:25:00.903142426 +0800
Modify: 2020-04-22 13:24:57.440986257 +0800
Change: 2020-04-22 13:24:57.441986302 +0800

• 移动后

[root@oracle tmp]# mv profile /home/
[root@oracle tmp]# ls /home/profile 
/home/profile
[root@oracle tmp]# stat /home/profile 
  File: '/home/profile'
  Size: 1579      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd02h/64770d	Inode: 881         Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 13:25:00.903142426 +0800
Modify: 2020-04-22 13:24:57.440986257 +0800
Change: 2020-04-22 17:29:29.229779538 +0800

创建链接 影响 ctime和Links

[root@oracle tmp]# stat profile 
 File: 'profile'
Size: 1823      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 17:33:26.150897074 +0800
Modify: 2020-04-22 17:33:26.151897121 +0800
Change: 2020-04-22 17:33:26.151897121 +0800
[root@oracle tmp]# ln profile profile.link
[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1823      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 17:33:26.150897074 +0800
Modify: 2020-04-22 17:33:26.151897121 +0800
Change: 2020-04-22 17:33:41.302607186 +0800

echo 重定向 影响mtime和ctime(size、Blocks随着内容的增加会放大)

[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1823      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 17:33:26.150897074 +0800
Modify: 2020-04-22 17:33:26.151897121 +0800
Change: 2020-04-22 17:33:41.302607186 +0800
[root@oracle tmp]# echo a >> profile
[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1825      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 17:33:26.150897074 +0800
Modify: 2020-04-22 21:11:06.772137866 +0800
Change: 2020-04-22 21:11:06.772137866 +0800

vi不修改内容后退出 只会影响atime
vi修改内容后退出 影响mtime和ctime (size、Blocks随着内容的增加会放大)

[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1825      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 21:12:37.165113482 +0800
Modify: 2020-04-22 21:11:06.772137866 +0800
Change: 2020-04-22 21:11:06.772137866 +0800
[root@oracle tmp]# vi profile
[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1827      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 21:12:37.165113482 +0800
Modify: 2020-04-22 21:13:47.816084697 +0800
Change: 2020-04-22 21:13:47.818084782 +0800

拷贝操作 影响atime

[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1827      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800
Modify: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800
Change: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800
[root@oracle tmp]# cp profile profile.bakbak
[root@oracle tmp]# stat profile
  File: 'profile'
  Size: 1827      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d	Inode: 2228228     Links: 2
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-04-22 21:35:38.026422960 +0800
Modify: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800
Change: 2020-04-22 21:26:33.237331074 +0800

小结：

1. mtime 仅当修改文件内容时才会更新，更准确地说是修改了文件的数据块 data block部分；
2. ctime 仅当修改文件属性时才会更新，更准确地说是修改了文件的元数据 inode block 部分，例如 重命名文件、修改文件所有者、移动文件等。
3. atime 当文件被访问(比如cp拷贝命令、修改文件vi命令等)时就会得到更新
4. 修改文件内容，必然更新mtime，也会更新ctime。因为修改文件内容时至少已经修改了inode记录上的mtime，这也属于元数据的部分。
5. 针对atime的追踪意义不是很大，主要是基于性能考虑。假设每次读取文件时都即时更新atime就会带来对磁盘额外的写操作，增加系统负担没，没有必要每次更新atime，从CentOS6开始，默认开启relatime选项要求文件atime只有满足两个条件之一才更新：
   条件1 文件的atime超过一天以上
   条件2 文件的mtime比atime更晚