Linux中实体链接与符号链接详解

前言

在 Linux 底下的连结档有两种，一种是类似 Windows 的快捷方式功能的文件，可以让你快速的链接到目标文件(或目录)，这种是软链接； 另一种则是透过文件系统的 inode 连结来产生新档名，而不是产生新文件！这种称为硬链接 (hard link)。 这两种玩意儿是完全不一样的东西呢！现在就分别来谈谈。

1. 实体链接

在目录下创建一个条目，记录着文件名与 inode 编号，这个 inode 就是源文件的 inode。

删除任意一个条目，文件还是存在，只要引用数量不为 0。

有以下限制：不能跨越文件系统、不能对目录进行链接。

# ln /etc/crontab .
# ll -i /etc/crontab crontab
34474855 -rw-r--r--. 2 root root 451 Jun 10 2014 crontab
34474855 -rw-r--r--. 2 root root 451 Jun 10 2014 /etc/crontab

2. 符号链接

符号链接文件保存着源文件所在的绝对路径，在读取时会定位到源文件上，可以理解为 Windows 的快捷方式。

当源文件被删除了，链接文件就打不开了。

因为记录的是路径，所以可以为目录建立符号链接。

# ll -i /etc/crontab /root/crontab2
34474855 -rw-r--r--. 2 root root 451 Jun 10 2014 /etc/crontab
53745909 lrwxrwxrwx. 1 root root 12 Jun 23 22:31 /root/crontab2 -> /etc/crontab

说明

在前一小节当中，我们知道几件重要的信息，包括：

每个文件都会占用一个 inode ，文件内容由 inode 的记录来指向；
想要读取该文件，必须要经过目录记录的文件名来指向到正确的 inode 号码才能读取。
也就是说，其实文件名只与目录有关，但是文件内容则与 inode 有关。那么想一想， 有没有可能有多个档名对应到同一个 inode 号码呢？有的！那就是 hard link 的由来。 所以简单的说：hard link 只是在某个目录下新增一笔档名链接到某 inode 号码的关连记录而已。

举个例子来说，假设我系统有个 /root/crontab 他是 /etc/crontab 的实体链接，也就是说这两个档名连结到同一个 inode ， 自然这两个文件名的所有相关信息都会一模一样(除了文件名之外)。实际的情况可以如下所示：

[root@www ~]# ln /etc/crontab . <==创建实体链接的命令
[root@www ~]# ll -i /etc/crontab /root/crontab
1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan 6 2007 /etc/crontab
1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan 6 2007 /root/crontab

你可以发现两个档名都连结到 1912701 这个 inode 号码，所以您瞧瞧，是否文件的权限/属性完全一样呢？ 因为这两个『档名』其实是一模一样的『文件』啦！而且你也会发现第二个字段由原本的 1 变成 2 了！ 那个字段称为『连结』，这个字段的意义为：『有多少个档名链接到这个 inode 号码』的意思。 如果将读取到正确数据的方式画成示意图，就类似如下画面：

实体链接的文件读取示意图

上图的意思是，你可以透过 1 或 2 的目录之 inode 指定的 block 找到两个不同的档名，而不管使用哪个档名均可以指到 real 那个 inode 去读取到最终数据！那这样有什么好处呢？最大的好处就是『安全』！如同上图中， 如果你将任何一个『档名』删除，其实 inode 与 block 都还是存在的！ 此时你可以透过另一个『档名』来读取到正确的文件数据喔！此外，不论你使用哪个『档名』来编辑， 最终的结果都会写入到相同的 inode 与 block 中，因此均能进行数据的修改哩！

一般来说，使用 hard link 配置链接文件时，磁盘的空间与 inode 的数目都不会改变！ 我们还是由图 来看，由图中可以知道， hard link 只是在某个目录下的 block 多写入一个关连数据而已，既不会添加 inode 也不会耗用 block 数量哩！

备注:
hard link 的制作中，其实还是可能会改变系统的 block 的，那就是当你新增这笔数据却刚好将目录的 block 填满时，就可能会新加一个 block 来记录文件名关连性，而导致磁盘空间的变化！不过，一般 hard link 所用掉的关连数据量很小，所以通常不会改变 inode 与磁盘空间的大小喔！

由上图其实我们也能够知道，事实上 hard link 应该仅能在单一文件系统中进行的，应该是不能够跨文件系统才对！ 因为上图就是在同一个 filesystem 上嘛！所以 hard link 是有限制的：

不能跨 Filesystem；
不能 link 目录。

不能跨 Filesystem 还好理解，那不能 hard link 到目录又是怎么回事呢？这是因为如果使用 hard link 链接到目录时， 链接的数据需要连同被链接目录底下的所有数据都创建链接，举例来说，如果你要将 /etc 使用实体链接创建一个 /etc_hd 的目录时，那么在 /etc_hd 底下的所有档名同时都与 /etc 底下的檔名要创建 hard link 的，而不是仅连结到 /etc_hd 与 /etc 而已。 并且，未来如果需要在 /etc_hd 底下创建新文件时，连带的， /etc 底下的数据又得要创建一次 hard link ，因此造成环境相当大的复杂度。 所以啰，目前 hard link 对于目录暂时还是不支持的啊！

相对于 hard link ， Symbolic link 可就好理解多了，基本上， Symbolic link 就是在创建一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向他 link 的那个文件的档名！由于只是利用文件来做为指向的动作， 所以，当来源档被删除之后，symbolic link 的文件会『开不了』， 会一直说『无法开启某文件！』。实际上就是找不到原始『档名』而已啦！

举例来说，我们先创建一个符号链接文件链接到 /etc/crontab 去看看：

[root@www ~]# ln -s /etc/crontab crontab2
[root@www ~]# ll -i /etc/crontab /root/crontab2
1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan 6 2007 /etc/crontab
654687 lrwxrwxrwx 1 root root 12 Oct 22 13:58 /root/crontab2 -> /etc/crontab

由上表的结果我们可以知道两个文件指向不同的 inode 号码，当然就是两个独立的文件存在！ 而且连结档的重要内容就是他会写上目标文件的『文件名』， 你可以发现为什么上表中连结档的大小为 12 bytes 呢？ 因为箭头(-->)右边的档名『/etc/crontab』总共有 12 个英文，每个英文占用 1 个 byes ，所以文件大小就是 12bytes了！

关于上述的说明，我们以如下图示来解释：

符号链接的文件读取示意图

由 1 号 inode 读取到连结档的内容仅有档名，根据档名链接到正确的目录去取得目标文件的 inode ， 最终就能够读取到正确的数据了。你可以发现的是，如果目标文件(/etc/crontab)被删除了，那么整个环节就会无法继续进行下去， 所以就会发生无法透过连结档读取的问题了！

这里还是得特别留意，这个 Symbolic Link 与 Windows 的快捷方式可以给他划上等号，由 Symbolic link 所创建的文件为一个独立的新的文件，所以会占用掉 inode 与 block 喔！

由上面的说明来看，似乎 hard link 比较安全，因为即使某一个目录下的关连数据被杀掉了， 也没有关系，只要有任何一个目录下存在着关连数据，那么该文件就不会不见！举上面的例子来说，我的 /etc/crontab 与 /root/crontab 指向同一个文件，如果我删除了 /etc/crontab 这个文件，该删除的动作其实只是将 /etc 目录下关于 crontab 的关连数据拿掉而已， crontab 所在的 inode 与 block 其实都没有被变动！

posted @ 2019-10-06 15:58  hirampeng  阅读(3157)  评论(0)  编辑  收藏  举报