1、相關概念

1、索引節點inode(index node)：inode就是索引節點，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 操作系統中的一種數據結構，其本質是結構體它包含了與文件系統中各個文件相關的一些重要信息。每一個索引節點都是一個表項，包含有關文件的信息(元數據)：文件類型，權限，UID，GID 鏈接數（指向這個文件名路徑名稱個數） 該文件的大小和不同的時間戳 指向磁盤上文件的數據塊指針 有關文件的其他數據 2、Linux 的文件與目錄:現代操作系統為解決信息能獨立于進程之外被長期存儲引入了文件，文件作為進程創建信息的邏輯單元可被多個進程并發使用。在 UNIX 系統中，操作系統為磁盤上的文本與圖像、鼠標與鍵盤等輸入設備及網絡交互等 I/O 操作設計了一組通用 API，使他們被處理時均可統一使用字節流方式。換言之，UNIX 系統中除進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 的文件系統形成一個層級結構的目錄樹。清單 1.所示的是普通 Linux 系統的頂層目錄結構，其中 /dev 是存放了設備相關文件的目錄。清單 1. Linux 系統的頂層目錄結構/ 根目錄 ├── bin 存放用戶二進制文件 ├── boot 存放內核引導配置文件 ├── dev 存放設備文件 ├── etc 存放系統配置文件 ├── home 用戶主目錄 ├── lib 動態共享庫 ├── lost+found 文件系統恢復時的恢復文件 ├── media 可卸載存儲介質掛載點 ├── mnt 文件系統臨時掛載點 ├── opt 附加的應用程序包 ├── proc 系統內存的映射目錄，提供內核與進程信息 ├── root root 用戶主目錄 ├── sbin 存放系統二進制文件 ├── srv 存放服務相關數據 ├── sys sys 虛擬文件系統掛載點 ├── tmp 存放臨時文件 ├── usr 存放用戶應用程序 └── var 存放郵件、系統日志等變化文件 Linux 與其他類 UNIX 系統一樣并不區分文件與目錄：目錄是記錄了其他文件名的文件。使用命令 mkdir 創建目錄時，若期望創建 的目錄的名稱與現有的文件名（或目錄名）重復，則會創建失敗。3、硬鏈接與軟鏈接的聯系與區別 我們知道文件都有文件名與數據，這在 Linux 上被分成兩個部分：用戶數據 (user data) 與元數據 (metadata)。用戶數據，即 文件數據塊 (data block)，數據塊是記錄文件真實內容的地方；而元數據則是文件的附加屬性，如文件大小、創建時間、所有者等信 息。在 Linux 中，元數據中的 inode 號（inode 是文件元數據的一部分但其并不包含文件名，inode 號即索引節點號）才是文件 的唯一標識而非文件名。文件名僅是為了方便人們的記憶和使用，系統或程序通過 inode 號尋找正確的文件數據塊。

在 Linux 系統中查看 inode 號可使用命令 stat 或 ls -i , 使用命令 mv 移動并重命名文件 ，其結果不影響文件的用戶數據 及 inode 號.為解決文件的共享使用，Linux 系統引入了兩種鏈接：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 系統解決了文件的共享使用，還帶來了隱藏文件路徑、增加權限安全及節省存儲等好處。若一個 inode 號對應多個文件名，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 創建。如下是對文件 oldfile 創建硬鏈接。

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特性： 文件有相同的 inode 及 data block； 只能對已存在的文件進行創建； 不能交叉文件系統進行硬鏈接的創建； 不能對目錄進行創建，只可對文件創建； 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# ln /dev/input/event5 /root/bfile.txt ln: failed to create hard link `/root/bfile.txt' => `/dev/input/event5': Invalid cross-device link // 不能對目錄進行創建硬連接# 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 及文件權限，inode 是隨著文件的存在而存在，因此只有當文件 存在時才可創建硬鏈接，即當 inode 存在且鏈接計數器（link count）不為 0 時。inode 號僅在各文件系統下是唯一的，Linux 掛載多個文件系統后將出現 inode 號重復的現象（如 清單 5.所示，文件 t3.jpg、sync 及 123.txt 并無關聯，卻有著相同的inode 號），因此硬鏈接創建時不可跨文件系統。設備文件目錄 /dev 使用的文件系統是 devtmpfs，而 /root（與根目錄 / 一致）使用的是磁盤文件系統 ext4。下面代碼展示了使用命令 df 查看當前系統中掛載的文件系統類型、各文件系統 inode 使用情況及文件系統掛載點。 # 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，若文件用戶數據塊中存放的內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， 只是數據塊內容有點特殊。軟鏈接有著自己的 inode 號以及用戶數據塊（見 圖 2.）。因此軟鏈接的創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限等； 可對不存在的文件或目錄創建軟鏈接； 軟鏈接可交叉文件系統； 軟鏈接可對文件或目錄創建； 創建軟鏈接時，鏈接計數 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，則相關軟連接被稱為死鏈接（即 dangling link，若被指向路徑文 件被重新創建，死鏈接可恢復為正常的軟鏈接）。

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

// 創建被指向的文件 old.file，soft.link 恢復成正常的軟鏈接
# 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/
“`
當然軟鏈接的用戶數據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）
，因為鏈接數據塊中記錄的亦是相對路徑指向。

總結

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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