一、inode是什么?

理解inode,要从文件储存说起。
文件储存在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫做"扇区"(Sector)。每个扇区储存512字节(相当于0.5KB)。
操作系统读取硬盘的时候,不会一个个扇区地读取,这样效率太低,而是一次性连续读取多个扇区,即一次性读取一个"块"(block)。这种由多个扇区组成的"块",是文件存取的最小单位。"块"的大小,最常见的是4KB,即连续八个 sector组成一个 block。
文件数据都储存在"块"中,那么很显然,我们还必须找到一个地方储存文件的元信息,比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode,中文译名为"索引节点"。
 

二、inode的内容

inode包含文件的元信息,具体来说有以下内容:
  * 文件的字节数
  * 文件拥有者的User ID
  * 文件的Group ID
  * 文件的读、写、执行权限
  * 文件的时间戳,共有三个:ctime指inode上一次变动的时间,mtime指文件内容上一次变动的时间,atime指文件上一次打开的时间。
  * 链接数,即有多少文件名指向这个inode
  * 文件数据block的位置
可以用stat命令,查看某个文件的inode信息:
stat example.txt
 
总之,除了文件名以外的所有文件信息,都存在inode之中。至于为什么没有文件名,下文会有详细解释。

三、inode的大小

inode也会消耗硬盘空间,所以硬盘格式化的时候,操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区,存放文件数据;另一个是inode区(inode table),存放inode所包含的信息。
每个inode节点的大小,一般是128字节或256字节。inode节点的总数,在格式化时就给定,一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。假定在一块1GB的硬盘中,每个inode节点的大小为128字节,每1KB就设置一个inode,那么inode table的大小就会达到128MB,占整块硬盘的12.8%。
查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量,可以使用df命令。
df -i
 
查看每个inode节点的大小,可以用如下命令:
sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "Inode size"
 
由于每个文件都必须有一个inode,因此有可能发生inode已经用光,但是硬盘还未存满的情况。这时,就无法在硬盘上创建新文件。

四、inode号码

每个inode都有一个号码,操作系统用inode号码来识别不同的文件。
这里值得重复一遍,Unix/Linux系统内部不使用文件名,而使用inode号码来识别文件。对于系统来说,文件名只是inode号码便于识别的别称或者绰号。表面上,用户通过文件名,打开文件。实际上,系统内部这个过程分成三步:首先,系统找到这个文件名对应的inode号码;其次,通过inode号码,获取inode信息;最后,根据inode信息,找到文件数据所在的block,读出数据。
 

使用ls -i命令,可以看到文件名对应的inode号码:

ls -i example.txt
 

五、目录文件

Unix/Linux系统中,目录(directory)也是一种文件。打开目录,实际上就是打开目录文件。
目录文件的结构非常简单,就是一系列目录项(dirent)的列表。每个目录项,由两部分组成:所包含文件的文件名,以及该文件名对应的inode号码。
ls命令只列出目录文件中的所有文件名:
ls /etc
 
ls -i命令列出整个目录文件,即文件名和inode号码:
ls -i /etc
 
如果要查看文件的详细信息,就必须根据inode号码,访问inode节点,读取信息。ls -l命令列出文件的详细信息。
ls -l /etc
 

六、硬链接

一般情况下,文件名和inode号码是"一一对应"关系,每个inode号码对应一个文件名。但是,Unix/Linux系统允许,多个文件名指向同一个inode号码。这意味着,可以用不同的文件名访问同样的内容;对文件内容进行修改,会影响到所有文件名;但是,删除一个文件名,不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为"硬链接"(hard link)。
 

ln命令可以创建硬链接:

ln 源文件 目标文件
 
运行上面这条命令以后,源文件与目标文件的inode号码相同,都指向同一个inode。inode信息中有一项叫做"链接数",记录指向该inode的文件名总数,这时就会增加1。反过来,删除一个文件名,就会使得inode节点中的"链接数"减1。当这个值减到0,表明没有文件名指向这个inode,系统就会回收这个inode号码,以及其所对应block区域。
这里顺便说一下目录文件的"链接数"。创建目录时,默认会生成两个目录项:"."和".."。前者的inode号码就是当前目录的inode号码,等同于当前目录的"硬链接";后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码,等同于父目录的"硬链接"。所以,任何一个目录的"硬链接"总数,总是等于2加上它的子目录总数(含隐藏目录),这里的2是父目录对其的“硬链接”和当前目录下的".硬链接“。

七、软链接

除了硬链接以外,还有一种特殊情况。文件A和文件B的inode号码虽然不一样,但是文件A的内容是文件B的路径。读取文件A时,系统会自动将访问者导向文件B。因此,无论打开哪一个文件,最终读取的都是文件B。这时,文件A就称为文件B的"软链接"(soft link)或者"符号链接(symbolic link)。
这意味着,文件A依赖于文件B而存在,如果删除了文件B,打开文件A就会报错:"No such file or directory"。这是软链接与硬链接最大的不同:文件A指向文件B的文件名,而不是文件B的inode号码,文件B的inode"链接数"不会因此发生变化。
ln -s命令可以创建软链接。
ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录
 

八、inode的特殊作用

由于inode号码与文件名分离,这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象。
  1. 有时,文件名包含特殊字符,无法正常删除。这时,直接删除inode节点,就能起到删除文件的作用。
  2. 移动文件或重命名文件,只是改变文件名,不影响inode号码。
  3. 打开一个文件以后,系统就以inode号码来识别这个文件,不再考虑文件名。因此,通常来说,系统无法从inode号码得知文件名。
      第3点使得软件更新变得简单,可以在不关闭软件的情况下进行更新,不需要重启。因为系统通过inode号码,识别运行中的文件,不通过文件名。更新的时候,新版文件以同样的文件名,生成一个新的inode,不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候,文件名就自动指向新版文件,旧版文件的inode则被回收。

九 实际问题

在一台配置较低的Linux服务器(内存、硬盘比较小)的/data分区内创建文件时,系统提示磁盘空间不足,用df -h命令查看了一下磁盘使用情况,发现/data分区只使用了66%,还有12G的剩余空间,按理说不会出现这种问题。 后来用df -i查看了一下/data分区的索引节点(inode),发现已经用满(IUsed=100%),导致系统无法创建新目录和文件。

查找原因:

  /data/cache目录中存在数量非常多的小字节缓存文件,占用的Block不多,但是占用了大量的inode。

解决方案:
  1、删除/data/cache目录中的部分文件,释放出/data分区的一部分inode。
  2、用软连接将空闲分区/opt中的newcache目录连接到/data/cache,使用/opt分区的inode来缓解/data分区inode不足的问题:
  ln -s /opt/newcache /data/cache

-

inode 软/硬链接的更多相关文章

  1. [转帖]详解Linux系统inode原理--硬链接、软链接、innodb大小和划分等

    详解Linux系统inode原理--硬链接.软链接.innodb大小和划分等 原创 波波说运维 2019-07-17 00:03:00 https://www.toutiao.com/i6713116 ...

  2. 认识Linux系统中的inode,硬链接和软链接

    在学习和创建软链接遇到了一点问题,总结一下: 在当前文件夹下面建立了两个临时文件夹tempdir1和tempdir2,然后在tempdir2里面创建了一个hello文件,然后用指令ln -s temp ...

  3. linux 软/硬链接详解

    SYNOPSIS ln [OPTION]... [-T] TARGET LINK_NAME (1st form) ln [OPTION]... TARGET (2nd form) ln [OPTION ...

  4. Linux基础------文件打包解包---tar命令,文件压缩解压---命令gzip,vim编辑器创建和编辑正文件,磁盘分区/格式化,软/硬链接

    作业一:1) 将用户信息数据库文件和组信息数据库文件纵向合并为一个文件/1.txt(覆盖) cat /etc/passwd /etc/group > /1.txt2) 将用户信息数据库文件和用户 ...

  5. 深入理解inode和硬链接和软连接和挂载点

    inode 一.inode是什么? 理解inode,要从文件储存说起. 扇区 文件储存在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫做"扇区"(Sector).每个扇区储存512字节(相当于0.5 ...

  6. 软/硬链接指令:ln

    语法: ln  [选项]  原文件  目标文件 选项: -s 创建软连接(创建软链接时,若所在文件夹不一致,原文件要使用绝对路径) 硬链接特征: 1.拥有相同i节点和存储block块,可以看成是同一个 ...

  7. [svc]linux的inode和block-软硬链接

    磁盘结构 容量 磁盘结构 磁盘容量 = 一个柱面大小柱面的总数 = 磁头数量每个磁道上的扇区数一个扇区大小柱面总数 存储容量=磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数 了解-什么是 ...

  8. linux硬链接与软链接

    在linux操作系统中的文件数据除了实际的内容外,还会含有文件权限(rwx)与文件属性(owner,group,other等),文件系统通常会将这两部分的数据存放在不同的区块,文件权限与文件属性放置在 ...

  9. Linux 硬链接、软链接

    索引节点 inode(index node) 我们知道文件都有文件名与数据,这在 Linux 上被分成两个部分:用户数据 (user data) 与元数据 (metadata).用户数据,即文件数据块 ...

随机推荐

  1. plsql备份表---只是表---不包含表数据

    写这个的同时还在备份,表的数据进度很慢,数据太大了. 用的工具是plsql 导出表:点击    tool工具  ---> export user object 导出用户目标  ----> ...

  2. [转]js版的md5()

    转自:http://blog.163.com/a_hc/blog/static/1623434200831832441896/ <script language=javascript>/* ...

  3. Chrome 如何让光标快速定位到地址栏-进行搜索

    我们经常花费大量的时间来进行使用浏览器搜索网页,如何进行高效的搜索,需要掌握一些快捷键: Windows: Ctrl + L 或 Alt + D 或 F6 Mac: Command + L Linux ...

  4. 30个最常用的Linux系统命令行

    1.cd命令这是一个非常基本,也是大家经常需要使用的命令,它用于切换当前目录,它的参数是要切换到的目录的路径,可以是绝对路径,也可以是相对路径.如:cd /root/Docements # 切换到目录 ...

  5. 关于plist文件的那些事

    今天遇到新生问一个问题,就是用自己定义了一个plist文件,然后可以往里面写东西,但是写过再次运行的时候里面的数据总是最后一次写入的数据.后来就专门研究了一下plist文件. 大家都知道当你创建一个项 ...

  6. 【软件工程1916|W(福州大学)_助教博客】团队第四次作业(第7次)成绩公示

    1. 作业链接: https://edu.cnblogs.com/campus/fzu/SoftwareEngineering1916W/homework/2874 2. 评分准则: 本次作业评分分为 ...

  7. 手机上的m3u8视频(缓存)怎么转成MP4?

    一.下载M3u8合并APK,自定义扫描手机中的m3u8文件目录.选择导出的目录,可以多个同时进行m3u8的合并任务. 合并后的文件可以完整播放,但是视频时间只有前十来秒,进度无法拖动. 二.将合并好的 ...

  8. 紧急整理了 20 道 Spring Boot 面试题,我经常拿来面试别人!

    面试了一些人,简历上都说自己熟悉 Spring Boot, 或者说正在学习 Spring Boot,一问他们时,都只停留在简单的使用阶段,很多东西都不清楚,也让我对面试者大失所望. 下面,我给大家总结 ...

  9. Java:传值还是传引用?

    这是一个Java的经典问题,大部分人从C,C++语言入门,C语言有三种传递方式:值传递,地址传递和引用传递.详细的对C语言指针,引用的我个人的理解,见链接. Java所有操作都是传值操作!都是传值操作 ...

  10. DBN 大作业