Linux链接文件——软连接和硬链接

摘要：本文主要介绍了Linux系统中的链接文件。

文件系统

在Linux系统中，将文件分为两个部分：用户数据和元数据。

元数据（inode）

元数据即文件的索引节点（inode），用来记录文件的权限（r、w、x）、文件的所有者和属组、文件的大小、文件的状态改变时间（ctime）、文件的最近一次读取时间（atime）、文件的最近一次修改时间（mtime）、文件数据的block编号。

inode的默认大小为128Byte，新的ext4和xfs可以设置为256Byte。

在Linux中，元数据中的inode号，即索引节点号，才是文件的唯一标识而非文件名。文件名仅是为了方便人们的记忆和使用，系统或程序通过inode号寻找正确的文件数据块。

用户数据（block）

用户数据即文件数据块（block），记录了文件的真实内容，包括文件名，文件名会被记录在上级目录的block中。也就是说，目录的block中记录的是这个目录下所有一级子文件和子目录的文件名及inode的对应，而文件的block中记录的才是文件实际的数据。

block的大小可以是1KB、2KB、4KB，默认为4KB。block用于实际的数据存储，如果一个block放不下数据，则可以占用多个block，最后一个block可能不会占满，但也不能再放入其他文件的数据。多个block有可能是连续的，也有可能是分散的。

硬链接（Hard Link）

含义

硬链接可以视为普通的目录，但是所有的硬链接共用同一个inode号，只是文件名不同。

查找文件的步骤

当我们查找一个硬链接文件，比如/root/test-hard时，要经过以下步骤：

1）首先找到根目录的inode（根目录的inode是系统已知的，inode号是2），然后判断用户是否有权限访问根目录的block。

2）如果有权限，则可以在根目录的block中访问到/root的文件名及对应的inode号。

3）通过/root/目录的inode号，可以查找到/root/目录的inode信息，接着判断用户是否有权限访问/root/目录的block。

4）如果有权限，则可以从/root/目录的block中读取到test-hard文件的文件名及对应的inode号。

5）通过test-hard文件的inode号，就可以找到test-hard文件的inode信息，接着判断用户是否有权限访问test-hard文件的block。

6）如果有权限，则可以读取block中的数据，这样就完成了/root/test-hard文件的读取与访问。

硬链接的特点

1）不论是修改源文件（test文件），还是修改硬链接文件（test-hard文件），另一个文件中的数据都会发生改变。

2）不论是删除源文件，还是删除硬链接文件，只要还有一个文件存在，这个文件都可以被访问。

3）硬链接不会建立新的inode信息，也不会更改inode的总数。

4）硬链接不能跨文件系统（分区）建立，因为在不同的文件系统中，inode号是重新计算的。

5）硬链接不能链接目录，因为如果给目录建立硬链接，那么不仅目录本身需要重新建立，目录下所有的子文件，包括子目录中的所有子文件都需要建立硬链接，这对当前的Linux来讲过于复杂。

6）硬链接不会占用inode和block。

软链接（Symbolic Link）

含义

软链接有着自己的inode号以及用户数据块。只不过用户数据块中存放的内容是另一文件的路径名的指向。

查找文件的步骤

当我们查找一个软链接文件，比如/root/test-soft时，要经过以下步骤：

1）首先找到根目录的inode索引信息，然后判断用户是否有权限访问根目录的block。

2）如果有权限访问根目录的block，就会在block中查找到/root/目录的inode号。

3）接着访问/root/目录的inode信息，判断用户是否有权限访问/root/目录的block。

4）如果有权限，就会在block中读取到软链接文件test-soft的inode号。因为软链接文件会真正建立自己的inode索引和block，所以软链接文件和源文件的inode号是不一样的。

5）通过软链接文件的inode号，找到了test-soft文件inode信息，判断用户是否有权限访问block。

6）如果有权限，就会发现test-soft文件的block中没有实际数据，仅有源文件test的inode号。

7）接着通过源文件的inode号，访问到源文件test的inode信息，判断用户是否有权限访问block。

8）如果有权限，就会在test文件的block中读取到真正的数据，从而完成数据访问。

软连接的特点

1）不论是修改源文件（test），还是修改硬链接文件（test-soft)，另一个文件中的数据都会发生改变。

2）删除软链接文件，源文件不受影响。而删除原文件，软链接文件将找不到实际的数据，从而显示文件不存在。

3）软链接会新建自己的inode信息和block，只是在block中不存储实际文件数据，而存储的是源文件的文件名及inode号。

4）软链接可以链接目录。

5）软链接可以跨分区。

6）软链接会占用inode和block。