連結大家都用過,比如 Windows 中的快捷方式就是一種連結,可是 Linux 裡又分硬連結和軟連結,它們表示什麼意思,又有什麼差別呢,本文來給大家做一個解釋。
Inode 索引節點
要想了解硬連結和軟連結的差別,首先要明白什麼是 Inode。Inode 是 Index node,索引節點的意思。每個檔案都有一個 inode,裡邊儲存着檔案的中繼資料(meta data),包括:inode 号、檔案大小、檔案所有者、檔案權限、檔案類型、建立時間、硬連結數等等,除了檔案名以外的所有檔案資訊都存儲在這裡。它是檔案或者目錄在一個檔案系統中的唯一辨別。
檢視一個檔案的 inode,可以用 stat 指令,或者 ls -i 選項來檢視。下面分别用這兩個指令來檢視一個檔案 myfile.txt 的 inode 号為 102171635

和中繼資料相對應的是使用者資料(user data),或者也叫檔案資料塊(data block),檔案的真實内容是存儲在這裡邊的。我們通過一個檔案名可以查到它對應的 inode,再通過 inode 去檢視檔案的内容。它們之間的關系可以用下面這張圖來表示。
硬連結 Hard Links
當多個檔案名指向同一個 inode 時,這種連結就被稱為硬連結。比如像下面的這種情況,我們為原始檔案 myfile.txt 建立了兩個連結,hardlink1 和 hardlink2,它們都指向同一個 inode,是以它們都是硬連結。從圖中可以看出,硬連結指向的檔案内容其實就是原始檔案的内容,是以硬連結的作用之一就是可以節省伺服器的磁盤空間。
硬連結的另外一個作用就是可以防止檔案被“誤删”。因為 inode 會記錄檔案硬連結的次數,隻有當硬連結等于 0 的時候,才會把存儲着檔案内容的資料塊删除,是以比如我不小心把 myfile.txt 檔案删除了,但是 inode 發現還有另外兩個硬連結在,是以不會删除掉資料塊,通過兩個硬連結我們還是可以讀取到檔案内容。
硬連結可以通過 ln [選項] [源檔案] [連結檔案] 指令來建立,不過要注意硬連結隻能對已經存在的檔案進行建立,并且不能夠跨檔案系統。下面舉一個例子來看一下硬連結和源檔案的 inode号是否相同,以及删除掉源檔案,是否還可以通過硬連結打開原檔案。
首先建立一個檔案 myfile.txt,然後分别給它建立兩個硬連結 hardlink1 和 hardlink2。通過 ls -li 指令檢視它們的 inode 号,發現相同,是以驗證了我們所說的,硬連結和原檔案指向同一個 inode 。另外從長清單中,我們還可以看到 inode 記錄的硬連結次數(包括源檔案自己),一共是3次。
接下來删除掉檔案 myfile.txt,通過 ls -li 指令再看一下,發現 inode 記錄的連結次數變成了 2,通過硬連結我們還是可以讀取原來的檔案内容,說明檔案内容資料塊并沒有被删除,隻有當硬連結次數變為 0 的時候,檔案内容才會真正被删掉。
我們對硬連結的特點進行一下總結:
1) 硬連結檔案都有相同的 inode 和 資料塊
2) 删除掉一個硬連結檔案,并不會影響 inode 号相同的其他檔案,隻有當 inode 記錄的連結次數為 0 時,資料塊才會被真正删除
3) 硬連結隻能對已有檔案進行建立
4) 硬連結不能跨檔案系統建立
5) 普通使用者不能對目錄進行硬連結建立
軟連結 Soft Links
軟連結也被稱為符号連結(symbolic link)。Linux 中的軟連結和 Windows 的快捷方式非常相似。與硬連結的不同之處在于:
1) 它的 inode 與原檔案不同
2) 它的資料塊存儲的是原檔案的路徑
我們用下面這張圖來進行一下說明,我們為 myfile.txt 建立了一個軟連結 softlink。可以看出,它的 inode 和 myfile.txt 的 inode 是兩個完全不同的索引節點,myfile.txt 的資料塊記錄的是檔案的内容,而軟連結的資料塊記錄的是它指向檔案的路徑。
軟連結的作用之一也是友善檔案的管理,比如原檔案的路徑比較複雜,我們可以在簡單的路徑下建立一個軟連結,這樣比較友善使用者通路。但是和硬連結不同的是,一旦原檔案被删除,那麼軟連結就成了一個“死連結”,指向了一個不存在的檔案。
軟連結可以用指令 ln -s [源檔案名或目錄] [軟連結檔案名] 來進行建立。和硬連結不同之處在于,對不存在的檔案也可以建立軟連結,可以跨檔案系統,對檔案或者目錄都可以建立軟連結。
舉一個例子,比如我們為 myfile.txt 建立一個軟連結 softlink。通過 ls -li 指令檢視,發現 inode 号完全不同,并且 myfile.txt 的連結次數還是 1,并沒有增加,說明這裡的連結次數是指硬連結,通過軟連結我們可以讀取源檔案的内容。
删除原檔案,軟連結變成了“死連結”,通過它再去讀取原來的檔案内容,系統已經提示檔案不存在了。
通過上面的實驗驗證,軟連結的特點如下:
1) 軟連結和其所指向的檔案具有不同的 inode,并且其資料塊存儲的内容為其所指向檔案的路徑
2) 建立軟連結,其指向檔案的硬連結次數不會增加
3) 删除軟連結并不影響原檔案,但删掉原檔案,軟連結會成為一個“死”連結
4) 軟連結可以指向檔案,也可以指向目錄
5) 軟連結可以指向不存在的檔案或目錄
6) 軟連結可以跨檔案系統建立
最後
不管用軟連結還是硬連結,都不會将原來的檔案複制一份,都隻是占用了磁盤較小的空間,但它們的原理還是完全不一樣的。本文從 inode 的角度切入,對軟連結和硬連結進行了解釋。感興趣的同學可以對 inode 結構體再做進一步研究,這樣能夠幫助我們更好的了解 Linux 的工作原理。
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