怎样理解Linux的软连接和硬链接？

 简介

我们现代的操作系统需要防止程序崩溃导致信息丢失，需要将信息存储在文件之中。而且文件能够被多个进程同时读取。在Linux中所以的资源，外设都抽象成了文件，所以就有了Linux中“一切皆文件”的特性。当然有文件，肯定是不够的，总不能把所有的文件放在一起管理，实在是太乱，不易管理维护。Linux就引入了目录的概念，在Windows中可以称之为文件夹。目录的引入就会让Linux的根文件系统外观上变成了一个层次分明的目录树。如下图：

目录是什么?

在Linux中“一切皆文件”，所以这个问题很好回答：目录也是文件。目录中记录的是目录下文件名。那既然是文件，如果在创建目录的时候，与当前目录下的文件或目录重名，就肯定会创建失败。

好了，既然搞清楚了目录的概念，我们接着往下看。

硬链接和软连接区别?

在Linux中表示一个文件的方式是通过两个部分来分别表示的：用户数据(user data)与元数据(meta data)。什么是用户数据呢?用户数据就是记录真实文件内容的数据，这些数据是存放在一个个大小相等的文件数据块中(data block)。

元数据呢?其实就是这个文件的附加信息属性，例如：创建时间，文件大小等等这类信息。我们用索引号(inode)来表示每一个不同文件的元数据(当然inode也是元数据的一部分)。在Linux中，inode才是表示文件的唯一标识，而不是文件名。下图展示了怎样通过文件名来找到文件内容的。注意：元数据中并不包含文件名。文件名只是为了方便用户识别和记忆罢了。

使用什么命令可以查看inode号?

可以使用stat和ls -i 命令查看，如下图所示：

什么是硬链接?

硬链接是指通过索引节点来进行连接。也就是存在多个文件名指向同一个inode。这样就可以将重要的文件建立硬链接，来防止“误删”的操作。

命令：

link oldfile newfile  

可以创建硬链接。硬链接的inode是相同的，但是文件名不同，所以它有一些特性：

1. 文件有相同的inode和data blocks;
2. 不能对不存在的文件创建硬链接
3. 不能跨文件系统创建(因为在各自文件系统下inode是唯一的，当跨文件系统就会出现inode重复的情况发生)
4. 不能对目录创建，只能对文件进行创建
5. 如果删除了一个硬链接文件，并不会影响其他的同inode文件(inode中存在链接计数器，删除一个硬链接相当于计数器减一，反之加一。直到为0，删除inode)

例如：

# ls -li  


total 0  


  


// 只能对已存在的文件创建硬连接 


# link test.file test_hard.link  


link: cannot create link `test_hard.link' to `test.file': No such file or directory  


  


# echo "This is an original file" > test.file  


# cat test.file  


This is an original file  


# stat test.file  


 File: `test.file' 


 Size: 25           Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file  


Device: 807h/2055d      Inode: 660650      Links: 2  


Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)  


...  


// 文件有相同的 inode 号以及 data block  


# link test.file test_hard.link | ls -li  


total 8  


660650 -rw-r--r-- 2 root root 25 Sep  1 17:44 test_hard.link  


660650 -rw-r--r-- 2 root root 25 Sep  1 17:44 test.file  


  


// 不能交叉文件系统 


# ln /dev/input/event5 /root/bfile.txt  


ln: failed to create test_hard link `/root/bfile.txt' => `/dev/input/event5':  


Invalid cross-device link  


  


// 不能对目录进行创建硬连接 


# mkdir -p test.dir/test  


# ln test.dir/ test_hardlink.dir  


ln: `test.dir/': test_hard link not allowed for directory  


# ls -iF  


660650 test_hard.link  657948 test.dir/  660650 test.file 

具体的解释可以参考硬链接的5点特性。

什么是软链接?

软连接就和硬链接完全不同，软连接是用户数据(data blocks)中记录的是另一个文件的路径名的指向。可以理解为软连接其实就是一个普通的文件，只是他的内容非常的特殊。所以软连接有他自己的inode号以及data blocks。那我总结下软连接的特性：

1. 软连接有自己的文件属性
2. 可以对不存在的文件创建
3. 软链接可以跨文件系统
4. 软链接可以对目录创建
5. 软链接创建不会造成链接计数器增加，因为就不是同一个inode
6. 若链接的文件被删除了，该链接就是没有意义了，但是也可以重新创建。

下图展示下软链接的访问过程：

例如：