Linux 軟鏈結和硬鏈結的理解與學習

2022-03-01 11:45:43 字數 4013 閱讀 6299

理解前提:

首先要知道 linux任意乙個檔案包含2個資訊:第乙個資訊就是檔案本身存的內容,第二個資訊是檔案的控制資訊(讀寫,路徑,大小等等),這2個資訊是分開儲存的,明白這點非常重要

理解總結: linux的軟鏈結可以用windows的快捷方式來理解看待,軟鏈結類似快捷方式,指向被鏈結的檔案。軟鏈結包含了絕對路徑,通過絕對路徑找打原檔案。

linux的硬鏈結相當於乙個檔案有多個檔名,最終是對同乙個檔案操作。類似乙個人有好幾個名字,不論哪個名字,其實都是指那乙個人。

軟鏈結和硬鏈結的刪除都對原檔案沒有任何影響。

具體解釋請看下面

以下筆記部分內容來自網際網路搜尋,個人理解加以整合所得。

要想弄明白linux的軟鏈結和硬鏈結的概念,首先要明白linux是怎麼管理檔案的。

)檔案被組織到檔案系統(file system)中,通常會成為乙個樹狀(tree)結構。linux有乙個根目錄/, 也就是樹狀結構的最頂端。這個樹的分叉的最末端都代表乙個檔案,而這個樹的分叉處則是乙個目錄(directory, 相當於我們在windows介面中看到的資料夾)。在圖1中看到的是整個的乙個檔案樹。如果我們從該樹中擷取一部分,比如說從目錄vamei開始往下,實際上也構成乙個檔案系統。

要找到乙個檔案,除了要知道該檔案的檔名,還需要知道從樹根到該檔案的所有目錄名。從根目錄開始的所有途徑的目錄名和檔名構成乙個路徑(path)。比如說,我們在linux中尋找乙個檔案file.txt,不僅要知道檔名(file.txt),還要知道完整路徑,也就是絕對路徑(/home/vamei/doc/file.txt)。從根目錄錄/, 也就是樹狀結構的最頂端出發,經過目錄home, vamei, doc,最終才看到檔案file.txt。整個檔案系統層層分級(hierarchy),vamei是home的子目錄,而home是vamei的父目錄。

在linux中,我們用ls命令來顯示目錄下的所有檔案,比如 $ls /home/vamei/doc

檔案儲存在硬碟上,硬碟的最小儲存單位叫做"扇區"(sector)。每個扇區儲存512位元組(相當於0.5kb)。

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"(block)。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 sector組成乙個 block。

檔案資料都儲存在"塊"中,那麼很顯然,我們還必須找到乙個地方儲存檔案的元資訊,比如檔案的建立者、檔案的建立日期、檔案的大小等等。這種儲存檔案元資訊的區域就叫做inode,中文譯名為"索引節點"。

每乙個檔案都有對應的inode,裡面包含了與該檔案有關的一些資訊。

2.1 inode的內容

inode包含檔案的元資訊,具體來說有以下內容:

* 檔案的位元組數

* 檔案擁有者的user id

* 檔案的group id

* 檔案的讀、寫、執行許可權

* 鏈結數,即有多少檔名指向這個inode

* 檔案資料block的位置

inode也會消耗硬碟空間,所以硬碟格式化的時候,作業系統自動將硬碟分成兩個區域。乙個是資料區,存放檔案資料;另乙個是inode區(inode table),存放inode所包含的資訊。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%。

每個inode都有乙個號碼,作業系統用inode號碼來識別不同的檔案。

這裡值得重複一遍,unix/linux系統內部不使用檔名,而使用inode號碼來識別檔案。對於系統來說,檔名只是inode號碼便於識別的別稱或者綽號。

表面上,使用者通過檔名,開啟檔案。實際上,系統內部這個過程分成三步:首先,系統找到這個檔名對應的inode號碼;其次,通過inode號碼,獲取inode資訊;最後,根據inode資訊,找到檔案資料所在的block,讀出資料。

使用ls -i命令,可以看到檔名對應的inode號碼。

inode的特殊作用

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。

1. 有時,檔名包含特殊字元,無法正常刪除。這時,直接刪除inode節點,就能起到刪除檔案的作用。

2. 移動檔案或重新命名檔案,只是改變檔名,不影響inode號碼。

3. 開啟乙個檔案以後,系統就以inode號碼來識別這個檔案,不再考慮檔名。因此,通常來說,系統無法從inode號碼得知檔名。

第3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**。

硬鏈結

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)。

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。

由於linux下的檔案是通過索引節點(inode)來識別檔案,硬鏈結可以認為是乙個指標,指向原檔案inode的指標,系統並不為它重新分配inode和建立檔案;即硬鏈結檔案和原檔案其實是同乙個檔案,只是名字不同。每新增乙個硬鏈結,檔案inode的鏈結數就加1;刪除乙個硬鏈結,inode的鏈結數減1,檔案內容依然存在,直到inode的鏈結數為0,才刪除inode對應的檔案。

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)。

不可以在不同檔案系統的檔案間建立鏈結

不可以跨分割槽建立硬鏈結(因為不同的分割槽是使用不同的超級塊 來儲存inode資訊)

軟鏈結

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。

區別總結

怎麼識別乙個鏈結是軟鏈結還是硬鏈結呢? 根據以上的說明可以知道,軟鏈結是新的不同於原檔案的檔案,因此它的大小和原檔案不同,在使用命令ls -l時,會看到帶有字母「l」,這說明他是個軟鏈結,而硬鏈結與原檔案一模一樣,因此硬鏈結在使用命令ls -l時,看到的是個普通檔案符號"-",但它並不占用硬碟空間,它就是顯示給你看的,實際上不存在那個硬鏈結檔案,就是虛擬出來的假象。但是它的硬鏈結數會增加。

理解軟鏈結和硬鏈結

軟鏈結 儲存的是所指向檔案的路徑 root myrhel tmp ln a c root myrhel tmp ls li total 0 15 rw r r 2 root root 0 mar 28 22 57 a 40847 lrwxrwxrwx.1 root root 1 mar 28 22 ...

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