linux 軟硬鏈結

2022-08-22 16:33:12 字數 3562 閱讀 4036

linux檔案系統軟鏈結、硬鏈結

一、inode

在軟硬鏈結之前,我們來了解linux檔案系統的inode

1.inode是什麼?

理解inode,要從檔案儲存說起。

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.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

可以用stat來檢視某個檔案的inode資訊:

[root@localhost ~]# stat file

file: 『file』

size: 0             blocks: 0          io block: 4096   regular empty file

device: fd01h/64769d    inode: 8769992     links: 1

access: (0644/-rw-r--r--)  uid: (    0/    root)   gid: (    0/    root)

context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0

access: 2017-03-31 03:03:06.185644559 -0400

modify: 2017-03-31 03:03:06.185644559 -0400

change: 2017-03-31 03:03:06.185644559 -0400

birth: -

3.inode的大小

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%。

檢視每個硬碟分割槽的inode總數和已經使用的數量,可以使用df命令。

[root@localhost ~]# df -i

filesystem      inodes  iused   ifree iuse% mounted on

/dev/vda1      7938240 122960 7815280    2% /

devtmpfs        120280    299  119981    1% /dev

tmpfs           124177      4  124173    1% /dev/shm

tmpfs           124177    408  123769    1% /run

tmpfs           124177     13  124164    1% /sys/fs/cgroup

/dev/loop0           0      0       0     - /mnt

檢視每個inode節點的大小,可以用如下命令:

sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "inode size"

由於每個檔案都必須有乙個inode,因此有可能發生inode已經用光,但是硬碟還未存滿的情況。這時,就無法在硬碟上建立新檔案。

4.inode號碼

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:

ls -i example.txt

5.目錄檔案

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。

ls命令只列出目錄檔案中的所有檔名:

ls /etc

ls -i命令列出整個目錄檔案,即檔名和inode號碼:

ls -i /etc

如果要檢視檔案的詳細資訊,就必須根據inode號碼,訪問inode節點,讀取資訊。ls -l命令列出檔案的詳細資訊。

ls -l /etc

二、硬鏈結

ln 原始檔 目標檔案

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。

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),這裡的2是父目錄對其的「硬鏈結」和當前目錄下的".硬鏈結「。

三、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。

ln -s 源文檔案或目錄 目標檔案

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