虚拟文件系统（有时称为虚拟文件交换机，或更常见的简称为VFS）是内核的子系统，用于实现提供给用户空间程序的文件和文件系统相关的接口。 所有文件系统都依赖VFS使它们不仅可以共存，还可以互操作。 这使程序可以使用标准的Unix系统调用来读取和写入不同的文件系统，即使在不同的介质上也是如此
老式操作系统中，这是不可能实现的；访问非本机文件系统需要特殊工具。只有通过现代操作系统，如 Linux，通过虚拟接口抽象对文件系统的访问，才有可能实现这样的互操作性和通用访问。
虚拟文件系统（VFS）是Linux内核的一个关键组成部分，它提供了一个统一的接口，使得用户空间的应用程序可以透明地访问各种类型的文件系统，无论是本地硬盘上的ext4、可移动设备上的FAT32，还是网络共享上的NFS。VFS充当了操作系统内核和各种不同文件系统之间的桥梁，处理了与具体文件系统交互的所有复杂性，从而使开发者无需关心底层实现细节。
VFS的核心功能包括：
1. **文件描述符管理**：每个打开的文件在VFS中都有一个唯一的文件描述符，使得多个进程可以同时访问同一个文件，并保持数据的一致性和安全性。
2. **文件操作函数**：VFS定义了一组标准的文件操作，如打开、关闭、读取、写入等，这些函数由具体文件系统实现并注册到VFS，以供用户空间调用。
3. **文件和目录结构**：VFS维护了一个全局的文件和目录层次结构，允许通过路径名进行文件查找。即使文件位于不同的文件系统上，也可以通过统一的路径进行访问。
4. **权限和访问控制**：VFS实现了Unix的权限模型，包括读、写、执行权限，以及更复杂的访问控制列表（ACL）。
5. **缓存机制**：为了提高性能，VFS使用缓冲区缓存来存储最近访问的数据，减少对磁盘I/O的依赖。
6. **异步I/O支持**：VFS允许文件操作异步执行，提高系统的并发能力。
7. **挂载和卸载**：VFS提供了挂载和卸载文件系统的功能，使得不同类型的文件系统可以在运行时动态添加或移除。
8. **符号链接和硬链接**：VFS支持创建和解析符号链接和硬链接，提供文件的多路径访问。
9. **文件系统特性**：VFS还支持各种文件系统特有的特性，如日志记录、文件系统检查（fsck）、压缩等。
通过VFS，Linux能够提供强大的文件系统兼容性和灵活性。无论是开发者编写跨平台的应用，还是普通用户在不同类型的设备间传输数据，VFS都是其背后的关键技术支撑。由于它的存在，Linux可以在不牺牲兼容性的情况下，持续接纳新的文件系统技术，为用户提供无缝的文件操作体验。
