Linux鏈接文件——軟連接和硬鏈接

摘要：本文主要介紹了Linux系統中的鏈接文件。

文件系統

在Linux系統中，將文件分為兩個部分：用戶數據和元數據。

元數據（inode）

元數據即文件的索引節點（inode），用來記錄文件的許可權（r、w、x）、文件的所有者和屬組、文件的大小、文件的狀態改變時間（ctime）、文件的最近一次讀取時間（atime）、文件的最近一次修改時間（mtime）、文件數據的block編號。

inode的預設大小為128Byte，新的ext4和xfs可以設置為256Byte。

在Linux中，元數據中的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，系統或程式通過inode號尋找正確的文件數據塊。

用戶數據（block）

用戶數據即文件數據塊（block），記錄了文件的真實內容，包括文件名，文件名會被記錄在上級目錄的block中。也就是說，目錄的block中記錄的是這個目錄下所有一級子文件和子目錄的文件名及inode的對應，而文件的block中記錄的才是文件實際的數據。

block的大小可以是1KB、2KB、4KB，預設為4KB。block用於實際的數據存儲，如果一個block放不下數據，則可以占用多個block，最後一個block可能不會占滿，但也不能再放入其他文件的數據。多個block有可能是連續的，也有可能是分散的。

硬鏈接（Hard Link）

含義

硬鏈接可以視為普通的目錄，但是所有的硬鏈接共用同一個inode號，只是文件名不同。

查找文件的步驟

當我們查找一個硬鏈接文件，比如/root/test-hard時，要經過以下步驟：

1）首先找到根目錄的inode（根目錄的inode是系統已知的，inode號是2），然後判斷用戶是否有許可權訪問根目錄的block。

2）如果有許可權，則可以在根目錄的block中訪問到/root的文件名及對應的inode號。

3）通過/root/目錄的inode號，可以查找到/root/目錄的inode信息，接著判斷用戶是否有許可權訪問/root/目錄的block。

4）如果有許可權，則可以從/root/目錄的block中讀取到test-hard文件的文件名及對應的inode號。

5）通過test-hard文件的inode號，就可以找到test-hard文件的inode信息，接著判斷用戶是否有許可權訪問test-hard文件的block。

6）如果有許可權，則可以讀取block中的數據，這樣就完成了/root/test-hard文件的讀取與訪問。

硬鏈接的特點

1）不論是修改源文件（test文件），還是修改硬鏈接文件（test-hard文件），另一個文件中的數據都會發生改變。

2）不論是刪除源文件，還是刪除硬鏈接文件，只要還有一個文件存在，這個文件都可以被訪問。

3）硬鏈接不會建立新的inode信息，也不會更改inode的總數。

4）硬鏈接不能跨文件系統（分區）建立，因為在不同的文件系統中，inode號是重新計算的。

5）硬鏈接不能鏈接目錄，因為如果給目錄建立硬鏈接，那麼不僅目錄本身需要重新建立，目錄下所有的子文件，包括子目錄中的所有子文件都需要建立硬鏈接，這對當前的Linux來講過於複雜。

6）硬鏈接不會占用inode和block。

軟鏈接（Symbolic Link）

含義

軟鏈接有著自己的inode號以及用戶數據塊。只不過用戶數據塊中存放的內容是另一文件的路徑名的指向。

查找文件的步驟

當我們查找一個軟鏈接文件，比如/root/test-soft時，要經過以下步驟：

1）首先找到根目錄的inode索引信息，然後判斷用戶是否有許可權訪問根目錄的block。

2）如果有許可權訪問根目錄的block，就會在block中查找到/root/目錄的inode號。

3）接著訪問/root/目錄的inode信息，判斷用戶是否有許可權訪問/root/目錄的block。

4）如果有許可權，就會在block中讀取到軟鏈接文件test-soft的inode號。因為軟鏈接文件會真正建立自己的inode索引和block，所以軟鏈接文件和源文件的inode號是不一樣的。

5）通過軟鏈接文件的inode號，找到了test-soft文件inode信息，判斷用戶是否有許可權訪問block。

6）如果有許可權，就會發現test-soft文件的block中沒有實際數據，僅有源文件test的inode號。

7）接著通過源文件的inode號，訪問到源文件test的inode信息，判斷用戶是否有許可權訪問block。

8）如果有許可權，就會在test文件的block中讀取到真正的數據，從而完成數據訪問。

軟連接的特點

1）不論是修改源文件（test），還是修改硬鏈接文件（test-soft)，另一個文件中的數據都會發生改變。

2）刪除軟鏈接文件，源文件不受影響。而刪除原文件，軟鏈接文件將找不到實際的數據，從而顯示文件不存在。

3）軟鏈接會新建自己的inode信息和block，只是在block中不存儲實際文件數據，而存儲的是源文件的文件名及inode號。

4）軟鏈接可以鏈接目錄。

5）軟鏈接可以跨分區。

6）軟鏈接會占用inode和block。