軟鏈接 vs. 硬鏈接

​鏈接大家都用過,比如 Windows 中的快捷方式就是一種鏈接,可是 Linux 里又分硬鏈接和軟鏈接,它們表示什麼意思,又有什麼區別呢,本文來給大家做一個解釋。

  

Inode 索引節點

 

要想理解硬鏈接和軟鏈接的區別,首先要明白什麼是 Inode。Inode 是 Index node,索引節點的意思。每個文件都有一個 inode,裡邊保存著文件的元數據(meta data),包括:inode 號、文件大小、文件所有者、文件許可權、文件類型、創建時間、硬鏈接數等等,除了文件名以外的所有文件資訊都存儲在這裡。它是文件或者目錄在一個文件系統中的唯一標識。

 

查看一個文件的 inode,可以用 stat 命令,或者 ls -i 選項來查看。下面分別用這兩個命令來查看一個文件 myfile.txt 的 inode 號為 102171635

 

 

和元數據相對應的是用戶數據(user data),或者也叫文件數據塊(data block),文件的真實內容是存儲在這裡邊的。我們通過一個文件名可以查到它對應的 inode,再通過 inode 去查看文件的內容。它們之間的關係可以用下面這張圖來表示。

 

 

 

硬鏈接 Hard Links

 

當多個文件名指向同一個 inode 時,這種鏈接就被稱為硬鏈接。比如像下面的這種情況,我們為原始文件 myfile.txt 創建了兩個鏈接,hardlink1 和 hardlink2,它們都指向同一個 inode,所以它們都是硬鏈接。從圖中可以看出,硬鏈接指向的文件內容其實就是原始文件的內容,所以硬鏈接的作用之一就是可以節省伺服器的磁碟空間。

 

 

硬鏈接的另外一個作用就是可以防止文件被「誤刪」。因為 inode 會記錄文件硬鏈接的次數,只有當硬鏈接等於 0 的時候,才會把存儲著文件內容的數據塊刪除,所以比如我不小心把 myfile.txt 文件刪除了,但是 inode 發現還有另外兩個硬鏈接在,所以不會刪除掉數據塊,通過兩個硬鏈接我們還是可以讀取到文件內容。

 

硬鏈接可以通過 ln [選項] [源文件] [鏈接文件] 命令來創建,不過要注意硬鏈接只能對已經存在的文件進行創建,並且不能夠跨文件系統。下面舉一個例子來看一下硬鏈接和源文件的 inode號是否相同,以及刪除掉源文件,是否還可以通過硬鏈接打開原文件。

 

首先創建一個文件 myfile.txt,然後分別給它創建兩個硬鏈接 hardlink1 和 hardlink2。通過 ls -li 命令查看它們的 inode 號,發現相同,所以驗證了我們所說的,硬鏈接和原文件指向同一個 inode 。另外從長列表中,我們還可以看到 inode 記錄的硬鏈接次數(包括源文件自己),一共是3次。

 

 

接下來刪除掉文件 myfile.txt,通過 ls -li 命令再看一下,發現 inode 記錄的鏈接次數變成了 2,通過硬鏈接我們還是可以讀取原來的文件內容,說明文件內容數據塊並沒有被刪除,只有當硬鏈接次數變為 0 的時候,文件內容才會真正被刪掉。

 

 

我們對硬鏈接的特點進行一下總結:

1) 硬鏈接文件都有相同的 inode 和 數據塊

2) 刪除掉一個硬鏈接文件,並不會影響 inode 號相同的其他文件,只有當 inode 記錄的鏈接次數為 0 時,數據塊才會被真正刪除

3) 硬鏈接只能對已有文件進行創建

4) 硬鏈接不能跨文件系統創建

5) 普通用戶不能對目錄進行硬鏈接創建

 

 

軟鏈接 Soft Links

 

軟鏈接也被稱為符號鏈接(symbolic link)。Linux 中的軟鏈接和 Windows 的快捷方式非常相似。與硬鏈接的不同之處在於:

1) 它的 inode 與原文件不同

2) 它的數據塊存儲的是原文件的路徑

 

我們用下面這張圖來進行一下說明,我們為 myfile.txt 創建了一個軟鏈接 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 的數據塊記錄的是文件的內容,而軟鏈接的數據塊記錄的是它指向文件的路徑。

 

 

軟鏈接的作用之一也是方便文件的管理,比如原文件的路徑比較複雜,我們可以在簡單的路徑下創建一個軟鏈接,這樣比較方便用戶訪問。但是和硬鏈接不同的是,一旦原文件被刪除,那麼軟鏈接就成了一個「死鏈接」,指向了一個不存在的文件。

 

 

 

軟鏈接可以用命令 ln -s [源文件名或目錄] [軟鏈接文件名] 來進行創建。和硬鏈接不同之處在於,對不存在的文件也可以創建軟鏈接,可以跨文件系統,對文件或者目錄都可以創建軟鏈接。

 

舉一個例子,比如我們為 myfile.txt 創建一個軟鏈接 softlink。通過 ls -li 命令查看,發現 inode 號完全不同,並且 myfile.txt 的鏈接次數還是 1,並沒有增加,說明這裡的鏈接次數是指硬鏈接,通過軟鏈接我們可以讀取源文件的內容。

 

 

刪除原文件,軟鏈接變成了「死鏈接」,通過它再去讀取原來的文件內容,系統已經提示文件不存在了。

 

 

通過上面的實驗驗證,軟鏈接的特點如下:

1) 軟鏈接和其所指向的文件具有不同的 inode,並且其數據塊存儲的內容為其所指向文件的路徑

2) 創建軟鏈接,其指向文件的硬鏈接次數不會增加

3) 刪除軟鏈接並不影響原文件,但刪掉原文件,軟鏈接會成為一個「死」鏈接

4) 軟鏈接可以指向文件,也可以指向目錄

5) 軟鏈接可以指向不存在的文件或目錄

6) 軟鏈接可以跨文件系統創建

 

 

最後

 

不管用軟鏈接還是硬鏈接,都不會將原來的文件複製一份,都只是佔用了磁碟較小的空間,但它們的原理還是完全不一樣的。本文從 inode 的角度切入,對軟鏈接和硬鏈接進行了解釋。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理解 Linux 的工作原理。

 

 

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– The End –