0x01 什么是inode

　　文件存儲在硬盤上，硬盤的最小存儲單位叫做“扇區”(Sector)，每個扇區儲存512字節；

　　操作系統讀取硬盤時，不會一個個扇區地讀取，這樣效率低，而是一次性連續讀取多個扇區，即一次性讀取一個"塊"(block)。這種由扇區組成的塊是文件存儲的最小單位，塊的大小，最常見的是4kb，即連續8個Sector組成一個Block；

　　文件數據存儲在塊中，顯然，還必須找一個地方存儲文件的元信息，比如文件的創建者，文件的創建日期，文件的大小等。這種存儲文件元信息的區域就叫做inode，中文譯名為"索引節點"。

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0x02 inode的內容

　　inode包含文件的元信息，具體有以下內容：

　　(1)文件的字節數

　　(2)文件擁有者的UserID

　　(3)文件的GroupID

　　(4)文件的讀、寫、執行權限

　　(5)文件的額時間戳，有三個：ctime指inode上一次變動的時間，mtime指文件內容上一次變動的時間，atime指文件上一次打開的時間

　　(6)鏈接數，即有多少文件名指向這個inode

　　(7)文件數據block的位置

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　　可以使用stat命令查看某個文件的inode信息：

　　

　　總之，除了文件名以外的所有文件信息，都保存在inode之中。

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0x03 inode的大小

　　inode也會消耗硬盤空間，硬盤格式化時，操作系統自動將硬盤分成兩個區域，一個是數據區，存放文件數據，另一個是inode區(inode table)，存放inode所包含的信息。

　　每個inode節點的大小，一般是128字節或256字節。inode節點的總數，在格式化時就給定，一般是每1KB或每2KB就設置一個inode。假定在一塊1GB的硬盤中，每個inode節點的大小為128字節，每1KB就設置一個inode，那么inode table的大小就會達到128MB，占整塊硬盤的12.8%。

　　查看每個硬盤分區的inode總數和已經使用的數量，可以使用df命令。

　　

　　查看每個inode節點的大小，可以用如下命令：

　　

　　由于每個文件都必須有一個inode，因此可能發生inode已經用光，但是硬盤還未存滿的情況，這時，就無法再硬盤上創建新文件。

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0x04 inode號碼

　　每個inode都有一個號碼，操作系統用inode號碼來識別不同的文件。

　　這里值得重復一遍，Unix/Linux系統內部不使用文件名，而使用inode號碼來識別文件。對于系統來說，文件名只是inode號碼便于識別的別稱或者綽號。

　　表面上，用戶通過文件名，打開文件。實際上，系統內部這個過程分成三步：首先，系統找到這個文件名對應的inode號碼；其次，通過inode號碼，獲取inode信息；最后，根據inode信息，找到文件數據所在的block，讀出數據。

　　使用ls -i命令，可以看到文件名對應的inode號碼：

　　

　　

0x05 目錄文件

　　Unix/Linux系統中，目錄（directory）也是一種文件。打開目錄，實際上就是打開目錄文件。

　　目錄文件的結構非常簡單，就是一系列目錄項（dirent）的列表。每個目錄項，由兩部分組成：所包含文件的文件名，以及該文件名對應的inode號碼。

　　ls -i命令列出整個目錄文件，即文件名和inode號碼：

　　

　　如果要查看文件的詳細信息，就必須根據inode號碼，訪問inode節點，讀取信息。ls -l命令列出文件的詳細信息。

　　

　　理解了上面這些知識，就能理解目錄的權限。目錄文件的讀權限（r）和寫權限（w），都是針對目錄文件本身。由于目錄文件內只有文件名和inode號碼，所以如果只有讀權限，只能獲取文件名，無法獲取其他信息，因為其他信息都儲存在inode節點中，而讀取inode節點內的信息需要目錄文件的執行權限（x）。

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0x06 硬鏈接

　　一般情況下，文件名和inode號碼是"一一對應"關系，每個inode號碼對應一個文件名。但是，Unix/Linux系統允許，多個文件名指向同一個inode號碼。

　　這意味著，可以用不同的文件名訪問同樣的內容；對文件內容進行修改，會影響到所有文件名；但是，刪除一個文件名，不影響另一個文件名的訪問。這種情況就被稱為"硬鏈接"（hard link）。

　　ln命令可以創建硬鏈接：ln 源文件 目標文件

　　

　　運行上面這條命令以后，源文件與目標文件的inode號碼相同，都指向同一個inode。inode信息中有一項叫做"鏈接數"，記錄指向該inode的文件名總數，這時就會增加1。

　　反過來，刪除一個文件名，就會使得inode節點中的"鏈接數"減1。當這個值減到0，表明沒有文件名指向這個inode，系統就會回收這個inode號碼，以及其所對應block區域。

　　這里順便說一下目錄文件的"鏈接數"。創建目錄時，默認會生成兩個目錄項："."和".."。前者的inode號碼就是當前目錄的inode號碼，等同于當前目錄的"硬鏈接"；后者的inode號碼就是當前目錄的父目錄的inode號碼，等同于父目錄的"硬鏈接"。所以，任何一個目錄的"硬鏈接"總數，總是等于2加上它的子目錄總數（含隱藏目錄）。

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0x07 軟鏈接

　　除了硬鏈接以外，還有一種特殊情況。

　　文件A和文件B的inode號碼雖然不一樣，但是文件A的內容是文件B的路徑。讀取文件A時，系統會自動將訪問者導向文件B。因此，無論打開哪一個文件，最終讀取的都是文件B。這時，文件A就稱為文件B的"軟鏈接"（soft link）或者"符號鏈接（symbolic link）。

　　這意味著，文件A依賴于文件B而存在，如果刪除了文件B，打開文件A就會報錯："No such file or directory"。這是軟鏈接與硬鏈接最大的不同：文件A指向文件B的文件名，而不是文件B的inode號碼，文件B的inode"鏈接數"不會因此發生變化。

　　ln -s命令可以創建軟鏈接。

　　

　　

0x08 inode的特殊作用

　　由于inode號碼與文件名分離，這種機制導致了一些Unix/Linux系統特有的現象。

　　1. 有時，文件名包含特殊字符，無法正常刪除。這時，直接刪除inode節點，就能起到刪除文件的作用。

　　2. 移動文件或重命名文件，只是改變文件名，不影響inode號碼。

　　3. 打開一個文件以后，系統就以inode號碼來識別這個文件，不再考慮文件名。因此，通常來說，系統無法從inode號碼得知文件名。

第3點使得軟件更新變得簡單，可以在不關閉軟件的情況下進行更新，不需要重啟。因為系統通過inode號碼，識別運行中的文件，不通過文件名。更新的時候，新版文件以同樣的文件名，生成一個新的inode，不會影響到運行中的文件。等到下一次運行這個軟件的時候，文件名就自動指向新版文件，舊版文件的inode則被回收。

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參考：http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/12/inode.html

轉載于:https://www.cnblogs.com/mch0dm1n/p/5591302.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux下对于inode的理解的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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