inode簡單理解

在讀《鳥哥的linux私房菜（基礎學習篇）》時遇到了inode這麼個概念，好吧，這裡先記錄下…

說到inode，首先必須要提及下《作業系統》中磁碟儲存器的管理一節。磁碟裝置是一種相當複雜的機電裝置（比較詳細的介紹可以參考blog硬碟內部硬體結構和工作原理詳解 ）。 磁碟裝置可以包括乙個或多個物理碟片，每個磁碟片分乙個或兩個儲存面（如圖（a）所示）。每個磁碟面被組織成若干個同心環，這種環稱為磁軌track，各磁軌之間留有必要的間隙。每條磁軌又被邏輯上劃分成若干個扇區sectors。在不同扇區之間又保留必要的間隔, 圖（b）中顯示了顯示了乙個有3個磁軌，每個磁軌又被分成 8 個扇區的磁碟片的乙個儲存面。

在作業系統中，資訊一般以扇區(sectors)的形式儲存在硬碟上，而每個扇區包括512個位元組的資料和一些其他資訊（即乙個扇區包括兩個主要部分：儲存資料地點的識別符號和儲存資料的資料段）。作業系統讀取硬碟的時候，不會乙個個扇區地讀取，這樣效率太低，而是一次性連續讀取多個扇區，即一次性讀取乙個塊（blocks）。這種由多個扇區組成的」塊」，是檔案訪問的最小單位。」塊」的大小，最常見的是4kb，即連續八個 sectors組成乙個 blocks。

既然檔案資料都儲存在」塊」中，那麼對於作業系統而言，必須採用一種方式來找到這個儲存檔案資料的「塊」，為此作業系統便引入了乙個非常重要的概念」inode」，中文名為「索引結點」 。既然引進inode的目的是為了找到「塊」，那麼inode中必然包括像檔案資料block位置這麼重要的資訊，當然也不僅僅包括這麼乙個資訊，還包括比如檔案的建立者、檔案的建立日期、檔案的大小等等。具體可以輸入stat指令檢視某個檔案的inode資訊，這裡以example.txt為例。

這裡便可以看到inode資訊主要包括：

每個inode節點的大小，一般是128位元組或256位元組。inode節點的總數，在格式化時就給定，一般是每1kb或每2kb就設定乙個inode。

假定在一塊1gb的硬碟中，每個inode節點的大小為128位元組，每1kb就設定乙個inode，那麼inode table的大小就會達到128mb，佔整塊硬碟的12.8%。

檢視每個inode節點的大小，可以用如下命令：

sudo dumpe2fs -h /dev/sda9 | grep 「inode size」

在unix/linux作業系統中，系統內部並不採用檔名查詢檔案，而是使用inode編號來識別檔案。因此對於系統來說，檔名只是inode號碼便於識別的別稱或者綽號。而站在使用者角度，使用者通過檔名，開啟檔案，實際上，系統內部是獲取inode資訊找到資料塊的，這個過程分成三步：

注：可以使用df -i或者ls -i均可以檢視到檔名對應的inode號碼。

unix/linux系統中，目錄（directory）也是一種檔案。開啟目錄，實際上就是開啟目錄檔案。

目錄檔案的結構非常簡單，就是一系列目錄項（dirent）的列表。每個目錄項，由兩部分組成：所包含檔案的檔名，以及該檔名對應的inode號碼。

對於目錄檔案而言，其讀許可權（r）和寫許可權（w）並不難理解，都是針對目錄檔案本身。由於目錄檔案內只有檔名和inode號碼，所以如果只有讀許可權，只能獲取檔名，無法獲取其他資訊，這主要是因為其他資訊都儲存在inode節點中，而讀取inode節點內的資訊需要目錄檔案的執行許可權（x）。

一般情況下，檔名和inode號碼是」一一對應」關係，每個inode號碼對應乙個檔名。但是unix/linux系統允許，多個檔名指向同乙個inode號碼。這意味著，可以用不同的檔名訪問同樣的內容；對檔案內容進行修改，會影響到所有檔名；但是，刪除乙個檔名，不影響另乙個檔名的訪問。這種情況就被稱為」硬鏈結」（hard link）。可以使用ln指令新增硬鏈結。

執行上面這條命令以後，原始檔與目標檔案的inode號碼相同，都指向同乙個inode。inode資訊中有一項叫做」鏈結數」，記錄指向該inode的檔名總數，這時就會增加1。反過來，刪除乙個檔名，就會使得inode節點中的」鏈結數」減1。當這個值減到0，表明沒有檔名指向這個inode，系統就會**這個inode號碼，以及其所對應block區域。

這裡順便說一下目錄檔案的」鏈結數」。建立目錄時，缺省會生成兩個目錄項：」.」和」..」。前者的inode號碼就是當前目錄的inode號碼，等同於當前目錄的」硬鏈結」；後者的inode號碼就是當前目錄的父目錄的inode號碼，等同於父目錄的」硬鏈結」。所以，任何乙個目錄的」硬鏈結」總數，總是等於2加上它的子目錄總數（含隱藏目錄）。

除了硬鏈結以外，還有一種特殊情況。

檔案a和檔案b的inode號碼雖然不一樣，但是檔案a的內容是檔案b的路徑。讀取檔案a時，系統會自動將訪問者導向檔案b。因此，無論開啟哪乙個檔案，最終讀取的都是檔案b。這時，檔案a就稱為檔案b的」軟鏈結」（soft link）或者」符號鏈結（symbolic link）。

這意味著，檔案a依賴於檔案b而存在，如果刪除了檔案b，開啟檔案a就會報錯：」no such file or directory」。這是軟鏈結與硬鏈結最大的不同：檔案a指向檔案b的檔名，而不是檔案b的inode號碼，檔案b的inode」鏈結數」不會因此發生變化。ln -s命令可以建立軟鏈結。

由於inode號碼與檔名分離，這種機制導致了一些unix/linux系統特有的現象。

最後一點使得軟體更新變得簡單，可以在不關閉軟體的情況下進行更新，不需要重啟。因為系統通過inode號碼，識別執行中的檔案，不通過檔名。更新的時候，新版檔案以同樣的檔名，生成乙個新的inode，不會影響到執行中的檔案。等到下一次執行這個軟體的時候，檔名就自動指向新版檔案，舊版檔案的inode則被**。

參考blog

1. 硬碟內部硬體結構和工作原理詳解

2. 理解inode

inode簡單理解

說到inode，首先必須要提及下 作業系統 中磁碟儲存器的管理一節。磁碟裝置是一種相當複雜的機電裝置 比較詳細的介紹可以參考blog硬碟內部硬體結構和工作原理詳解 磁碟裝置可以包括乙個或多個物理碟片，每個磁碟片分乙個或兩個儲存面 如圖 a 所示 每個磁碟面被組織成若干個同心環，這種環稱為磁軌trac...

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