linux软链接和硬链接

1、概述

        硬链接（hard link）与软链接（symbolic link）是 Linux 文件系统中的一个重要概念，其涉及文件系统中的索引节点 (index node 又称 inode)，而索引节点对象是 Linux 虚拟文件系统 (VFS，参考文章Linux 文件系统剖析) 的四个基本概念之一。

2、硬链接和软链接

硬链接

       硬链接是通过索引节点（i节点）进行链接的。每个i节点中都有一个链接计数，其值是指向该i节点的目录块数。只有当链接计数减少至0才会删除该文件（即释放该文件所占的数据块）。如果一个i节点号对应多个有效路径名，则称这些文件为硬链接。换言之，硬链接就是同一个文件使用了多个别名。

由于硬链接是有着相同 inode 号仅文件名不同的文件，因此硬链接存在以下几点特性：

• 文件有相同的 inode 及 data block；
• 只能对已存在的文件进行创建；
• 不能跨文件系统进行硬链接的创建，因为每个文件系统各自对它们的i节点进行编号，因此目录项中i节点编号指向同一个文件系统中对应的i节点，不能使一个目录项指向另一个文件系统的i节点；
• 不能对目录进行创建，只可对文件创建；尽管POSIX.1允许支持跨文件系统的链接，但是大多数实现要求这两个路径名在同一个文件系统中。；
• 删除一个硬链接文件并不影响其他有相同 inode 号的文件。

软链接（符号链接）

      软链接类似于windows快捷方式。它实际上是一个普通文件，只是其数据块内容有点特殊，该文件的实际内容（在数据块中）包含了该符号链接所指向的文件的路径。

软链接有着自己的 inode 号以及用户数据块。因此软链接的创建与使用没有类似硬链接的诸多限制：

• 软链接有自己的文件属性及权限等；
• 可对不存在的文件或目录创建软链接；
• 软链接可跨文件系统，而硬链接要求链接和文件位于同一文件系统中；
• 软链接可对文件或目录创建，而只有超级用户才能创建指向目录的硬链接；
• 创建软链接时，链接计数 i_nlink 不会增加；
• 删除软链接并不影响被指向的文件，但若被指向的原文件被删除，则相关软连接被称为死链接（即 dangling link，若被指向路径文件被重新创建，死链接可恢复为正常的软链接）。而删除原文件硬链接并不会失效。
• 软链接文件长度是文件名中的实际字节数；而硬链接文件长度是所链接的文件的大小。例如，命令“ln a.out ./linktest”和“ln -s a.out ./linktest/symbol_link”分别创建了a.out文件的硬链接和软链接，然后ls -l 查看两个链接的情况，如下图所示，硬链接、软链接文件大小的差别，软链接文件长度是路径名“a.out”的长度。

创建链接小例子

[oracle@Linux]$ touch f1          #创建一个测试文件f1[oracle@Linux]$ ln f1 f2          #创建f1的一个硬连接文件f2[oracle@Linux]$ ln -s f1 f3       #创建f1的一个符号连接文件f3[oracle@Linux]$ ls -li            # -i参数显示文件的inode节点信息total 09797648 -rw-r--r--  2 oracle oinstall 0 Apr 21 08:11 f19797648 -rw-r--r--  2 oracle oinstall 0 Apr 21 08:11 f29797649 lrwxrwxrwx  1 oracle oinstall 2 Apr 21 08:11 f3 -> f1从上面的结果中可以看出，硬连接文件f2与原文件f1的inode节点相同，均为9797648，然而符号连接文件的inode节点不同。[oracle@Linux]$ echo "I am f1 file" >>f1[oracle@Linux]$ cat f1I am f1 file[oracle@Linux]$ cat f2I am f1 file[oracle@Linux]$ cat f3I am f1 file[oracle@Linux]$ rm -f f1[oracle@Linux]$ cat f2I am f1 file[oracle@Linux]$ cat f3cat: f3: No such file or directory通过上面的测试可以看出：当删除原始文件f1后，硬连接f2不受影响，但是符号连接f1文件无效

几个问题

1、为什么“解除对一个文件的链接“操作并不总是意味着”释放“该文件占用的磁盘块”？为什么删除一个目录项的函数时unlink而不是delete？

       硬链接是通过索引节点（i节点）进行链接的。每个i节点中都有一个链接计数，其值是指向该i节点的目录块数。只有当链接计数减少至0才会删除该文件（即释放该文件所占的数据块）。如果一个i节点号对应多个有效路径名，则称这些文件为硬链接。换言之，硬链接就是同一个文件使用了多个别名。

2、为什么不能跨文件系统创建硬链接？

     因为每个文件系统各自对它们的i节点进行编号，因此目录项中i节点编号指向同一个文件系统中对应的i节点，不能使一个目录项指向另一个文件系统的i节点。

3、关闭文件操作是如何进行的？

     只有当硬链接计数为0才真正关闭文件。关闭一个文件时，内核首先检查打开该文件的进程数。如果进程数为0，然后检查其链接数，如果链接数也为0才删除该文件的内容。

4、为什么link函数不允许构造指向目录的硬链接的原因（除非进程具有超级用户权限）？

   APUE第二版93页。创建一个构成循环的硬链接很难消除。

参考

理解 Linux 的硬链接与软链接

Linux软连接和硬链接

Linux文件系统剖析

学习 Linux，101: 创建和更改硬链接和符号链接