QVFS - 基于 FAT32 的虚拟文件系统，由 VB.NET 2005 提供支持

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引言

这是一个 .NET 库，实现了名为 QVFS 的虚拟文件系统 (VFS)，该系统基于 FAT32 的概念。它使用两个文件（一个信息文件和一个数据文件）来存储多个文件夹和文件。这仅仅是一个用于存储文件的虚拟文件系统，不包含其他功能，例如压缩功能。

源代码可以在 .NET Framework 1.1 和 .NET Framework 2.0 下编译，但未在 .NET Framework 3.0 下进行测试。

该库的目标是使用两个文件来存储程序使用所需的一切。例如，您可以编写个人邮件管理系统，将所有邮件存储在 VFS 中，而不是为每封邮件创建一个文件，并创建大量文件夹来分类邮件。您的程序可能有许多日志文件，按日期分开，因此一年将至少有 365 个文件。为什么不使用 VFS 呢？只有一个文件，易于备份、恢复和管理。

背景

这个虚拟文件系统使用了 FAT32 文件系统的绝大部分概念。您可以认为这是一个虚拟的精简版 FAT32 文件系统。下面将描述一些概念，了解 FAT32 的一些知识将有助于您理解本文档。

QVFS 的概念与技术细节

QVFS 的文件结构

QVFS 使用两个文件来创建用于存储文件的“虚拟磁盘”。

一个信息文件，扩展名为“.qfi”，另一个是数据文件，扩展名为“.qfd”，这两个文件的文件名默认相同。

信息文件仅存储 FAT，数据文件存储文件的实际数据。

下图显示了信息文件和数据文件的文件结构。

主要概念

名称	描述
集群	存储数据的基本单元，在此 VFS 中，每个簇为 4KB。
FAT	文件分配表，它指示文件是如何存储的。换句话说，哪些簇被用来存储一个文件。 这里显示了 FAT 的一个示例。一个单元格表示一个 FAT 条目，颜色相同的 FAT 条目表示一个文件存储信息。FAT 使用链表数据结构，一个 FAT 条目映射到一个簇。FAT 条目中的数字指示在哪里可以找到文件的下一个 FAT 条目（对于 FAT 读取器）和簇（对于文件读取器），而 'FFFFFFFF' 表示文件在该簇中结束，'0' 表示该条目尚未被使用，它是空的。 每个 FAT 条目为 4 字节（32 位整数） 每个簇为 4KB 原则上，QVFS 中可以存储的总字节数为 232*4K=17TB
文件夹（目录）	一个文件夹可以包含许多文件和子文件夹。在 FAT32 中，文件夹本身就是一个特殊的文件，唯一的区别在于，文件夹文件包含其下文件和子文件夹的信息数据，而普通文件则包含其自身的数据。

程序如何工作

在向 QVFS 添加文件时，它首先会找到标记为“00000000”的空 FAT 条目，并返回一个可用空簇的列表，然后从头开始逐块（块大小等于簇大小）读取源文件，并将每个块放入每个簇中，并在 FAT 中写入簇索引直到文件结束。

在从 QVFS 读取文件时，它会首先读取根文件夹的第一个簇索引号，即上图中的簇 0。然后找到根文件夹的数据“文件”，并在根文件夹中搜索您想要的文件。如果文件在一个子文件夹中，它将从根目录逐个搜索子文件夹，最终获取文件的起始簇索引，并沿着 FAT 读取该文件的所有数据。

如何使用代码

要使用 QVFS，您需要先创建虚拟磁盘。虚拟磁盘由上面提到的两个文件（.qfi & .qfd）表示。

'Create QVFS disk file
QVFS.QVirtualFileSystemManager.CreateQVFSFile("C:\\test.qfi", true);

将磁盘文件添加到 QVFS

'Add the file d:\abc.txt to the root folder of QVFS
QVFS.QVirtualFileSystemManager vfm = new QVirtualFileSystemManager();
vfm.OpenQVFSFile("C:\\test.qfi");
vfm.AddNewVFile("D:\\abc.txt","\\" true);
vfm.CloseQVFSFile();

从 QVFS 中删除文件

'Delete the file '\abc.txt' from QVFS
QVFS.QVirtualFileSystemManager vfm=new QVirtualFileSystemManager();
vfm.OpenQVFSFile("C:\\test.qfi");
vfm.DeleteVFile("\\abc.txt", true);
vfm.CloseQVFSFile();

将 QVFS 中的文件保存到磁盘

'Save the file "\abc.txt" to "C:\"
QVFS.QVirtualFileSystemManager vfm=new QVirtualFileSystemManager();
vfm.OpenQVFSFile("C:\\test.qfi");
vfm.SaveVFileToDisk("\\abc.txt", "C:\\abc.txt");    
vfm.CloseQVFSFile();

关于 DEMO 程序

DEMO 程序使用实际代码演示了上述功能。可能存在一些错误，且未经仔细测试。它仅用于演示。另一方面，QVFS 库经过了彻底的测试，当前版本未发现大的功能性错误。

它在左侧显示文件夹结构，并在右侧显示 QVFS 中文件的详细信息。

关注点

到现在为止，已经有很多文件系统了。这里我只展示了一个基于 FAT32 的虚拟文件系统。与 NTFS 和 Linux ext. 相比，FAT32 是一个更“简单”的文件系统，对于仅用于存储文件的 VFS 来说已经足够了，除了安全性和压缩等需求。我想与您讨论最新的 VFS 技术。请提出您的想法和建议。

历史

• 2004.08.26, 版本 0.9.0, VFileSystem 版本 1
• 2004.09.24, 版本 0.9.5, VFileSystem 版本 2
• 2007.10.10, 版本 1.0.0, 修复 bug 并转换为 .NET Framework 2.0 库，正式发布