在Linux文件系统中,用户对文件或目录有:"读"、"写"、"执行"三种权限,分别使用数字:"4"、"2"、"1"三个数字。三者之间可任意组合,如:用户拥有所有权限,则用数字"7"表示(4+2+1=7);用户拥有读、写权限则用数字"6"表示(4+2=6)。可以看出,基于数字加减的权限设置在使用中非常便利。其对权限的控制,本质上是基于位运算实现的。掌握位运算,不仅可以更加深入的理解Linux权限控制,更可以在自己项目中实现简单高效的、基于位运算的权限管理系统。
1. Linux基于位运算的权限控制
Linux权限控制是基于位运算实现的。
在Linux权限系统中,"读"、"写"、"执行"权限分别对应三个状态位:
如上所示,“执行”权限使用二进制为"001",即:十进制"1"。“写入”权限使用二进制为"010",即:十进制"2"。“读取”权限使用二进制为"100",即:十进制"4"。
2. "或运算"实现权限的添加
增加权限使用"或"(|)运算实现。
如,为用户增加“读取”、“写入”两种权限:
“读写”两种权限,权限码为6(110),其由权限码2(010)和4(100)进行或(|)运算后实现,即:6 = 2|4,也可以由6=2+4计算得出。
3. "与运算"实现权限的判断
在需要进行用户权限判断时,可以使用"与"(&)运算判断用户是否据有某项权限。
如,判断权限码为6用户是否有读取权限:
权限码6(110)和4(100)的与运算结果为4,即:4=6&4。
判断权限码为6用户是否有执行权限:
权限码6(110)和1(001)的与运算结果为0,即:0=6&1。
根据与运算的计算规律,当运算结果为所要判断权限本身值时,我们可以认为用户具有这个权限。而当运算结果为 0 时,我们可以认为用户不具有这个权限。
4. "非运算"实现权限的减少
位运算同样可以实现用户权限的减少,减少用户权限使用"非"(^)运算。
如,将权限码为7用户,移除执行权限:
权限码7(111)和1(001)的非运算结果为6,即:6=7^1,也可以由6=7-1计算得出。
5. 位移与权限码
从上面的介绍可以看出,在权限管理系统中每操作的权限码都是唯一的。而基于位运算的权限管理系统,要求每个权限码的二进制数形式,都只能有一位值为1。
所使用的权限码,可以将前一个权限码左位移一位得到下一个权限码,即:
相关说明
基于位运算实现权限管理系统时,其运算运算对象是二进制数,优点是:运算速度快、效率高、节省存储空间、对权限控制非常灵活。所有语言都提供了位运算符,我们可以在不同语言实现的系统、甚至数据库中使用位运算实现对用户权限的管理。
位运算也有一些局限性,随着权限码增加,数据长度也相应的增长。这就要求权限码不能超过计算本身运算长度,在数据库中存储权限码时,权限码长度也不能的超过所使用数据类型。如:在32位系统中不能超过232,也就是权限数量不能多于32个。而mySQL数据库的BIGINT,其存储空间为8Byte,使用BIGINT存储存储码时,权限数不能多于64个(8*8-1)。
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