1、相關(guān)概念

1、索引節(jié)點(diǎn)inode(index node)：inode就是索引節(jié)點(diǎn)，它用來存放檔案及目錄的基本信息，包含時間、檔名、使用者及群組等。 inode 是 UNIX/Linux 操作系統(tǒng)中的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其本質(zhì)是結(jié)構(gòu)體它包含了與文件系統(tǒng)中各個文件相關(guān)的一些重要信息。每一個索引節(jié)點(diǎn)都是一個表項(xiàng)，包含有關(guān)文件的信息(元數(shù)據(jù))：文件類型，權(quán)限，UID，GID 鏈接數(shù)（指向這個文件名路徑名稱個數(shù)） 該文件的大小和不同的時間戳 指向磁盤上文件的數(shù)據(jù)塊指針 有關(guān)文件的其他數(shù)據(jù) 2、Linux 的文件與目錄:現(xiàn)代操作系統(tǒng)為解決信息能獨(dú)立于進(jìn)程之外被長期存儲引入了文件，文件作為進(jìn)程創(chuàng)建信息的邏輯單元可被多個進(jìn)程并發(fā)使用。在 UNIX 系統(tǒng)中，操作系統(tǒng)為磁盤上的文本與圖像、鼠標(biāo)與鍵盤等輸入設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)交互等 I/O 操作設(shè)計(jì)了一組通用 API，使他們被處理時均可統(tǒng)一使用字節(jié)流方式。換言之，UNIX 系統(tǒng)中除進(jìn)程之外的一切皆是文件，而 Linux 保持了這一特性。為了便于文件的管理，Linux 還引入了目錄（有時亦被稱為文件夾）這一概念。目錄使文件可被分類管理，且目錄的引入使 Linux 的文件系統(tǒng)形成一個層級結(jié)構(gòu)的目錄樹。清單 1.所示的是普通 Linux 系統(tǒng)的頂層目錄結(jié)構(gòu)，其中 /dev 是存放了設(shè)備相關(guān)文件的目錄。清單 1. Linux 系統(tǒng)的頂層目錄結(jié)構(gòu)/ 根目錄 ├── bin 存放用戶二進(jìn)制文件 ├── boot 存放內(nèi)核引導(dǎo)配置文件 ├── dev 存放設(shè)備文件 ├── etc 存放系統(tǒng)配置文件 ├── home 用戶主目錄 ├── lib 動態(tài)共享庫 ├── lost+found 文件系統(tǒng)恢復(fù)時的恢復(fù)文件 ├── media 可卸載存儲介質(zhì)掛載點(diǎn) ├── mnt 文件系統(tǒng)臨時掛載點(diǎn) ├── opt 附加的應(yīng)用程序包 ├── proc 系統(tǒng)內(nèi)存的映射目錄，提供內(nèi)核與進(jìn)程信息 ├── root root 用戶主目錄 ├── sbin 存放系統(tǒng)二進(jìn)制文件 ├── srv 存放服務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù) ├── sys sys 虛擬文件系統(tǒng)掛載點(diǎn) ├── tmp 存放臨時文件 ├── usr 存放用戶應(yīng)用程序 └── var 存放郵件、系統(tǒng)日志等變化文件 Linux 與其他類 UNIX 系統(tǒng)一樣并不區(qū)分文件與目錄：目錄是記錄了其他文件名的文件。使用命令 mkdir 創(chuàng)建目錄時，若期望創(chuàng)建 的目錄的名稱與現(xiàn)有的文件名（或目錄名）重復(fù)，則會創(chuàng)建失敗。3、硬鏈接與軟鏈接的聯(lián)系與區(qū)別 我們知道文件都有文件名與數(shù)據(jù)，這在 Linux 上被分成兩個部分：用戶數(shù)據(jù) (user data) 與元數(shù)據(jù) (metadata)。用戶數(shù)據(jù)，即 文件數(shù)據(jù)塊 (data block)，數(shù)據(jù)塊是記錄文件真實(shí)內(nèi)容的地方；而元數(shù)據(jù)則是文件的附加屬性，如文件大小、創(chuàng)建時間、所有者等信 息。在 Linux 中，元數(shù)據(jù)中的 inode 號（inode 是文件元數(shù)據(jù)的一部分但其并不包含文件名，inode 號即索引節(jié)點(diǎn)號）才是文件 的唯一標(biāo)識而非文件名。文件名僅是為了方便人們的記憶和使用，系統(tǒng)或程序通過 inode 號尋找正確的文件數(shù)據(jù)塊。

在 Linux 系統(tǒng)中查看 inode 號可使用命令 stat 或 ls -i , 使用命令 mv 移動并重命名文件 ，其結(jié)果不影響文件的用戶數(shù)據(jù) 及 inode 號.為解決文件的共享使用，Linux 系統(tǒng)引入了兩種鏈接：硬鏈接 (hard link) 與軟鏈接（又稱符號鏈接，即 soft link 或 symbolic link）。鏈接為 Linux 系統(tǒng)解決了文件的共享使用，還帶來了隱藏文件路徑、增加權(quán)限安全及節(jié)省存儲等好處。若一個 inode 號對應(yīng)多個文件名，則稱這些文件為硬鏈接。換言之，硬鏈接就是同一個文件使用了多個別名（見 圖 2.hard link 就是 file 的一個別名，他們有共同的 inode）。硬鏈接可由命令 link 或 ln 創(chuàng)建。如下是對文件 oldfile 創(chuàng)建硬鏈接。

link oldfile newfile
ln oldfile newfile

由于硬鏈接是有著相同 inode 號僅文件名不同的文件，因此硬鏈接存在以下幾點(diǎn)特性： 文件有相同的 inode 及 data block； 只能對已存在的文件進(jìn)行創(chuàng)建； 不能交叉文件系統(tǒng)進(jìn)行硬鏈接的創(chuàng)建； 不能對目錄進(jìn)行創(chuàng)建，只可對文件創(chuàng)建； 刪除一個硬鏈接文件并不影響其他有相同 inode 號的文件。 硬連接特性展示：# ls -li total 0 // 只能對已存在的文件創(chuàng)建硬連接# link old.file hard.link link: cannot create link `hard.link' to `old.file': No such file or directory # echo "This is an original file" > old.file # cat old.file This is an original file # stat old.file File: `old.file'Size: 25 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file Device: 807h/2055d Inode: 660650 Links: 2 Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root) ... // 文件有相同的 inode 號以及 data block # link old.file hard.link | ls -li total 8 660650 -rw-r--r-- 2 root root 25 Sep 1 17:44 hard.link 660650 -rw-r--r-- 2 root root 25 Sep 1 17:44 old.file // 不能交叉文件系統(tǒng)# ln /dev/input/event5 /root/bfile.txt ln: failed to create hard link `/root/bfile.txt' => `/dev/input/event5': Invalid cross-device link // 不能對目錄進(jìn)行創(chuàng)建硬連接# mkdir -p old.dir/test # ln old.dir/ hardlink.dir ln: `old.dir/': hard link not allowed for directory # ls -iF 660650 hard.link 657948 old.dir/ 660650 old.file 文件 old.file 與 hard.link 有著相同的 inode 號：660650 及文件權(quán)限，inode 是隨著文件的存在而存在，因此只有當(dāng)文件 存在時才可創(chuàng)建硬鏈接，即當(dāng) inode 存在且鏈接計(jì)數(shù)器（link count）不為 0 時。inode 號僅在各文件系統(tǒng)下是唯一的，Linux 掛載多個文件系統(tǒng)后將出現(xiàn) inode 號重復(fù)的現(xiàn)象（如 清單 5.所示，文件 t3.jpg、sync 及 123.txt 并無關(guān)聯(lián)，卻有著相同的inode 號），因此硬鏈接創(chuàng)建時不可跨文件系統(tǒng)。設(shè)備文件目錄 /dev 使用的文件系統(tǒng)是 devtmpfs，而 /root（與根目錄 / 一致）使用的是磁盤文件系統(tǒng) ext4。下面代碼展示了使用命令 df 查看當(dāng)前系統(tǒng)中掛載的文件系統(tǒng)類型、各文件系統(tǒng) inode 使用情況及文件系統(tǒng)掛載點(diǎn)。 # df -i --print-type Filesystem Type Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on /dev/sda7 ext4 3147760 283483 2864277 10% / udev devtmpfs 496088 553 495535 1% /dev tmpfs tmpfs 499006 491 498515 1% /run none tmpfs 499006 3 499003 1% /run/lock none tmpfs 499006 15 498991 1% /run/shm /dev/sda6 fuseblk 74383900 4786 74379114 1% /media/DiskE /dev/sda8 fuseblk 29524592 19939 29504653 1% /media/DiskF # find / -inum 1114 /media/DiskE/Pictures/t3.jpg /media/DiskF/123.txt /bin/sync 軟鏈接與硬鏈接不同，若文件用戶數(shù)據(jù)塊中存放的內(nèi)容是另一文件的路徑名的指向，則該文件就是軟連接。軟鏈接就是一個普通文件， 只是數(shù)據(jù)塊內(nèi)容有點(diǎn)特殊。軟鏈接有著自己的 inode 號以及用戶數(shù)據(jù)塊（見 圖 2.）。因此軟鏈接的創(chuàng)建與使用沒有類似硬鏈接的 諸多限制： 軟鏈接有自己的文件屬性及權(quán)限等； 可對不存在的文件或目錄創(chuàng)建軟鏈接； 軟鏈接可交叉文件系統(tǒng)； 軟鏈接可對文件或目錄創(chuàng)建； 創(chuàng)建軟鏈接時，鏈接計(jì)數(shù) i_nlink 不會增加； 刪除軟鏈接并不影響被指向的文件，但若被指向的原文件被刪除，則相關(guān)軟連接被稱為死鏈接（即 dangling link，若被指向路徑文 件被重新創(chuàng)建，死鏈接可恢復(fù)為正常的軟鏈接）。

軟鏈接特性展示
# ls -li
total 0

// 可對不存在的文件創(chuàng)建軟鏈接
# ln -s old.file soft.link
# ls -liF
total 0
789467 lrwxrwxrwx 1 root root 8 Sep 1 18:00 soft.link -> old.file

// 由于被指向的文件不存在，此時的軟鏈接 soft.link 就是死鏈接
# cat soft.link
cat: soft.link: No such file or directory

// 創(chuàng)建被指向的文件 old.file，soft.link 恢復(fù)成正常的軟鏈接
# echo “This is an original file_A” >> old.file
# cat soft.link
This is an original file_A

// 對不存在的目錄創(chuàng)建軟鏈接
# ln -s old.dir soft.link.dir
# mkdir -p old.dir/test
# tree . -F –inodes
.
├── [ 789497] old.dir/
│ └── [ 789498] test/
├── [ 789495] old.file
├── [ 789495] soft.link -> old.file
└── [ 789497] soft.link.dir -> old.dir/
“`
當(dāng)然軟鏈接的用戶數(shù)據(jù)也可以是另一個軟鏈接的路徑，其解析過程是遞歸的。但需注意：軟鏈接創(chuàng)建時原文件的路徑指向使用絕對路徑較
好。使用相對路徑創(chuàng)建的軟鏈接被移動后該軟鏈接文件將成為一個死鏈接（如下所示的軟鏈接 a 使用了相對路徑，因此不宜被移動）
，因?yàn)殒溄訑?shù)據(jù)塊中記錄的亦是相對路徑指向。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统：软链接与硬链接的原理分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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