本文是一位资深系统工程师分享的面试笔记，涵盖了他对系统工程师岗位的理解及在面试中的精彩回答。从文件系统的运行机制到IO栈的协同工作，再到VFS的设计理念、FUSE框架的特点，以及Page Cache的工作原理，这位工程师都进行了深入浅出的剖析。
岗位： 系统工程师 从业年限： 8年
简介： 我是一名拥有8年经验的系统工程师，擅长深入理解并实现各种文件系统和存储技术，特别是VFS、FUSE框架和Page Cache，在多个项目中取得了显著成果。
问题1：请简述一下文件系统从用户态到内核态的整个过程，包括涉及的各个层次和组件。
考察目标：了解被面试人对文件系统工作流程的理解，评估其整体认知水平。
回答： 想象一下你在家里使用电脑，想要查看你的照片文件夹。这个过程就像是启动了一个魔法咒语，从平凡的世界进入了计算机的内心世界。首先，你的电脑屏幕上会出现一些图标和菜单，这是用户界面，它就是我们与电脑沟通的方式。
当你点击“照片”图标时，其实是触发了系统的一个小魔法——系统调用。这就像是打开了一个通往魔法世界的门。在你的电脑内部，有一个非常聪明的小精灵，叫做内核，它负责管理所有的魔法药水和工具。
这个魔法精灵（内核）会接到你的请求，就像接收到一个任务。它会跳过一些中间步骤，直接找到存放照片的文件夹，这个文件夹就像是魔法药水的一部分，它被放在了一个特殊的柜子里，叫做文件系统。
现在，魔法精灵需要找到那个文件夹的位置。它会在一个巨大的图书馆里寻找，这个图书馆叫做文件系统库，里面包含了所有的书籍（文件）和书架（目录）。魔法精灵会在书架上找到存放照片的书，并取出这本书，这就是索引节点，它包含了照片的所有信息和地址。
最后，魔法精灵需要带你去照片所在的房间，也就是目录项。这个目录项告诉你照片在哪里，它的名字，还有如何到达那里的路线。魔法精灵会沿着这条路线，带你找到照片，然后让你看到那些美丽的画面。
这个过程就像是魔法，但实际上它是通过一系列精确的步骤和复杂的魔法药剂（系统调用、文件系统、索引节点、目录项等）来完成的。这就是文件系统如何从我们的日常世界（用户态）进入计算机的内心世界（内核态）的过程。
问题2：你在IO栈的介绍中提到了VFS、文件系统、块层和SCSI层的交互。请详细说明这些层次是如何协同工作的。
考察目标：深入了解被面试人对IO栈的理解，评估其对文件系统底层机制的掌握情况。
回答：
问题3：VFS作为虚拟文件系统，它的目的是什么？它是如何实现文件系统操作的统一的？
考察目标：了解被面试人对VFS设计理念的理解，评估其对抽象和统一文件系统操作接口的认识。
回答：
问题4：请举例说明你是如何基于VFS实现一个新的文件系统的，并描述这个过程中遇到的主要挑战和解决方案。
考察目标：评估被面试人的实际操作能力和问题解决能力。
回答：
问题5：在实现文件系统的过程中，你使用了FUSE框架。请解释FUSE框架的特点，以及它如何允许开发者将文件系统的实现放到用户态。
考察目标：了解被面试人对FUSE框架的理解，评估其对用户态文件系统实现的熟悉程度。
回答：
问题6：Page Cache是文件系统中用于提高读写性能的重要机制。请详细说明它是如何工作的，以及它在不同场景下的应用。
考察目标：评估被面试人对Page Cache工作原理的理解，了解其在实际应用中的表现。
回答：
问题7：挂载方式是文件系统使用中的一个重要概念。请介绍bind mount和union mount两种挂载方式的区别和使用场景。
考察目标：了解被面试人对挂载方式的理解，评估其对不同挂载方式特点和应用的认识。
回答：
问题8：Docker是一个流行的容器技术，它使用了AUFS作为存储驱动。请简述AUFS的工作原理，以及它在Docker中的作用。
考察目标：了解被面试人对Docker和AUFS的理解，评估其对容器存储技术的认识。
回答：
点评： 面试者对文件系统的工作流程有深入的理解，能够用生动的比喻解释复杂概念。对于VFS、IO栈、FUSE框架等问题，回答较为准确，显示出较好的专业素养。但在某些细节上还需进一步阐述。总体来说，面试者具备通过面试的能力。
