linux索引inode详解

1、inode简介

  文件系统是数据在硬盘上的一种排列组织方式，linux每个分区都可以格式化为不同的文件系统，所以可以说每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构。而在目录之下，linux已经将所有的资源处理成为文件，不论是目录还是命令，之后linux会将这些分属不同分区的、单独的文件系统按一定的方式形成一个系统的总的目录层次结构，实现对不同分区的数据进行访问。但是通过目录层次访问磁盘上的文件，只是表面现象。要知道数据在磁盘上以块(block)存储(一个block由8个扇区组成，每个扇区0.5K，扇区是硬盘存储数据的最小单位)数据的大小不一，造成了块的数量也不尽相同，增删改查都会影响数据块的排列方式，那么如何在众多的可能不连续的数据块中，如何精准的找到数据对应的那些块，必须依附在一张索引列表之上，这就是inode。

  所以操作系统读取磁盘文件的流程是这样的

    <1>根据某个inode号，找到目录的block，其存储的各种文件和文件的inode

    <2>查询inode表，找到文件的inode节点

    <3>根据文件的inode，找到对应的block

    <4>读取文件

  大致流程图如下

        

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2、inode内容

    当然，inode中不仅仅存储着指针，还存储着对应资源的权限、属主、属组和大小，见图一

    

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3、inode查看

    inode也是存储在block上的一段数据，所以其也是占用磁盘空间的，每个分区都有自己的inode上限，所以有时候如果显示磁盘空间已满，inode上限也需要作为一个原因，可使用df -i查看

[root@centos6 testdir]# df -iFilesystem      Inodes  IUsed   IFree IUse% Mounted on/dev/sda2      6406144 145786 6260358    3% /tmpfs           125517      5  125512    1% /dev/shm/dev/sda1        51200     38   51162    1% /boot/dev/sda3      1281120     25 1281095    1% /testdir/dev/sr0             0      0       0     - /media/CentOS_6.8_Final/dev/sr0             0      0       0     - /media/cdrom

    查看文件的inode，使用ls -i

[root@centos6 testdir]# ls -i11 FILE1  12 FILE2  13 FILE3[root@centos6 testdir]#

    查看文件的inode，也可以使用命令stat

[root@centos6 testdir]# stat FILE1  File: `FILE1'  Size: 0         Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty fileDevice: 803h/2051dInode: 11          Links: 2Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)Access: 2016-07-28 20:55:59.110959913 +0800Modify: 2016-07-28 20:55:59.110959913 +0800Change: 2016-07-28 21:22:03.395959013 +0800

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4、从软链接、硬链接理解inode

    在linux系统上，不同的分区下，都有自己的inode序列，所以A分区和B分区的inode是会相同的。但是在同一个分区之内，inode于文件一般是一一对应的，但是有时可以共享一个inode，通过多个文件指向同一个inode，实现了借助不同的方式访问到同一个文件内容，这就是硬链接。

    创建硬链接

      ln SRC_FILE DES_FILE  

    在硬链接之外，还存在一种情况，那就是虽然创建了a文件，但是通过b路径也可以访问到a的内容，尽管a和b的inode不同，但是此时b借助a的路径访问到了a的内容，b就叫做a的软链接。

    创建软链接

      ln -s SRC_FILE DES_FILE

[root@centos7 ~]# touch new[root@centos7 ~]# ln -s new /testdir/new1[root@centos7 ~]# ll /testdir/new1 lrwxrwxrwx. 1 root root 3 Jul 30 14:13 /testdir/new1 -> new[root@centos7 ~]# cat /testdir/new1 cat: /testdir/new1: No such file or directory

    上面这种情况为什么会报错？因为虽然软链接new1是创建在/testdir之下的，但是其访问数据时，是相对与当前目录，也就是说是在/testdir之下寻找new文件的，而非原文件的路径，所以通过/testdir/new1是无法访问到new的。所以说相对于软链接的路径，而非当前目录的路径(当然，写绝对路径也就不存在这样的问题了)。正确的做法如下:

[root@centos7 ~]# ln -s ../root/new /testdir/new2[root@centos7 ~]# ll /testdir/new2lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Jul 30 14:16 /testdir/new2 -> ../root/new[root@centos7 ~]# cat /testdir/new2hello

建议大家在实际生产生活中，尽量使用相对路径的软链接，来增强代码的可移植性

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5、inode的应用

    在实际生活中，我们删除数据的时候，只不过是删除掉了指向文件的inode路径，文件依然存在于磁盘之上，这时我们是可以通过一些手段恢复数据的，其本质也不过只是添加了指向文件数据的inode。如果未及时恢复，在原来的磁盘空间上重新写入了数据后，那么数据就很难恢复了。