学习笔记--硬链接与软链接

学习笔记：硬链接与软链接

2017.01.14

UNIX/Linux系统中除进程之外的一切皆是文件，系统并不区分文件与目录：目录是记录了其他文件名的文件。使用命令 mkdir 创建目录时，若期望创建的目录的名称与现有的文件名（或目录名）重复，则会创建失败。

unix系统中的文件类型：
├──普通文件：常见的文件类型
├──目录文件：包含其它文件的名字以及指向与这些文件有关信息的指针
├──块特殊文件：提供对设备（如磁盘）带缓冲的访问，每次访问以固定长度为单位进行
├──字符特殊文件(character special file)：对设备不带缓冲的访问，每次访问长度可变
├──FIFO：用于进程间通信，有时也称为命名管道(named pipe)
├──套接字(socket)：用于进程间的网络通信
├──符号链接(symbolic link)：指向另一个文件

Linux 系统的顶层目录结构
/ 根目录
├── lrwxrwxrwx. 1 rootroot 7 9月 25 14:38 bin -> usr/bin 存放用户二进制文件
├── dr-xr-xr-x. 4 root root4096 9月 25 14:55 boot 存放内核引导配置文件
├── drwxr-xr-x. 20 root root3360 10月 11 19:00 dev 存放设备文件
├── drwxr-xr-x. 81 root root8192 12月 29 00:58 etc 存放系统配置文件
├── drwxr-xr-x. 11 root root4096 10月 11 18:59 home 用户主目录
├── lrwxrwxrwx. 1 rootroot 7 9月 25 14:38 lib -> usr/lib 动态共享库
├── lrwxrwxrwx. 1 rootroot 9 9月 25 14:38 lib64 -> usr/lib64 动态共享库
├── drwxr-xr-x. 2 rootroot 6 8月 12 2015 media 可卸载存储介质挂载点
├── drwxr-xr-x. 2 root root 6 8月 12 2015 mnt 文件系统临时挂载点
├── drwxr-xr-x. 2 rootroot 6 8月 12 2015 opt 附加的应用程序包
├── dr-xr-xr-x. 114 root root 0 10月 11 18:40 proc 系统内存的映射目录，提供内核与进程信息
├── dr-xr-x—. 4 root root4096 12月 9 00:19 root root 用户主目录
├── drwxr-xr-x. 23 rootroot 680 12月 17 15:52run
├── lrwxrwxrwx. 1 rootroot 8 9月 25 14:38 sbin -> usr/sbin 存放系统二进制文件
├── drwxr-xr-x. 2 rootroot 6 8月 12 2015 srv 存放服务相关数据
├── dr-xr-xr-x. 13 rootroot 0 10月 11 18:40sys sys虚拟文件系统挂载点
├── drwxrwxrwt. 9 root root4096 1月 14 03:30 tmp 存放临时文件
├── drwxr-xr-x. 14 root root4096 9月 26 17:43 usr 存放用户应用程序
└── drwxr-xr-x. 20 root root4096 10月 12 20:08 var 存放邮件、系统日志等变化文件

硬盘、分区和文件系统：
一个硬盘可以分成一个或多个分区：
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| 分区0 | 分区1 | 分区2 | … |
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每个分区可以包含一个文件系统，文件系统示意图：
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| 自举块 | 超级块 | 柱面组0 | 柱面组1 | … |
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柱面组示意图：
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| 超级块副本 | 配置信息 | i节点图 | 块位图 | i节点 | i节点 | … | i节点 | 数据块 |
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每个i节点中都有一个链接计数，其值是指向该i节点的目录项数，只有当该链接计数减少至0时，才可删除该文件，因此：“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”，同时删除一个目录项的函数被称为unlink而不是delete。stat结构中，链接计数包含在st_nlink成员中，这种链接称为硬链接。符号链接(symbolic link)：符号链接文件的实际内容包含了该符号链接所指向的文件的名字
ln -s abc cde 建立abc的软连接
ln abc cde 建立abc的硬连接

stat filename 查看inode信息，inode包含了文件有关的所有信息：
*文件类型
*文件的字节数(长度)
*文件拥有者的User ID
*文件的Group ID
*文件的读、写、执行权限(访问权限)
*文件的时间戳，共有三个：ctime指inode状态的最后更改时间，mtime指文件内容最后更改时间，atime指文件数据的最后访问时间。(更改文件访问权限、用户id、更改链接数等并不会更改文件实际内容，因此mtime不会更新，但是ctime会更新，access和stat函数不会更新3个时间中的任何一个)
*链接数，即有多少文件名指向这个inode
*指向文件数据块的指针(文件数据block的位置)
只有两项数据存放在目录项中：文件名和i节点编号
目录项中的i节点编号指向同一文件系统中的相应i节点，一个目录项不能指向另一个文件系统的i节点，这也是为什么ln命令不能跨越文件系统的原因。

重新整理：
在Linux系统中,内核为每一个新创建的文件分配一个Inode(索引结点),每个文件都有一个惟一的inode号。文件属性保存在索引结点里，在访问文件时，索引结点被复制到内存，从而实现文件的快速访问。

硬链接：
（1）说白了是一个指针，指向文件索引节点，系统并不为它重新分配inode
（2）同一个文件的两个名字，它们具有同样的索引节点号和文件属性
（3）建立文件file1的硬链接，就是在当前目录上建立一个新指针，该指针指向file1的文件索引节点。
（4）每删除一次，链接数目减一

尽管硬链接节省空间，也是Linux系统整合文件系统的传统方式，但是存在一下不足之处：
（1）不可以在不同文件系统的文件间建立链接
（2）只有root用户才可以为目录创建硬链接。

软链接：
又称为符号链接，克服了硬链接的不足，没有任何文件系统的限制，任何用户可以创建指向目录的符号链接。被广泛使用，非常灵活，可以跨越不同机器、不同网络对文件进行链接。建立软链接，只要在ln后面加上选项 -s

硬链接：
原文件＆链接文件公用一个inode号，说明他们是同一个文件；而软链接原文件与链接文件拥有不同的inode号，表明他们是两个不同的文件；
在文件属性上软链接明确写出了是链接文件，而硬链接没有写出来，因为在本质上硬链接文件和原文件是完全平等关系；
链接数目是不一样的，软链接的链接数目不会增加；
文件大小是不一样的，硬链接文件显示的大小是跟原文件是一样的，因为是等同的，而软链接显示的大小与原文件是不同的。

linux 软连接和硬链接的区别:
（1）软链接可以跨文件系统，硬链接接不可以。
（2）关于inode节点的问题。硬链接不管有多少个，都指向的是同一个I节点，会把结点链接数增加，只要结点的链接数不是0，文件就一直存在，不管你删除的是源文件还是链接的文件。只要有一个存在，文件就存在。当你修改源文件或者链接文件任何一个的时候，其他的文件都会做同步的修改。软链接不直接使用i节点号作为文件指针,而是使用文件路径名作为指针。所以删除连接文件对源文件无影响，但是删除源文件，链接文件就会找不到要指向的文件。软链接有自己的inode,并在磁盘上有一小片空间存放路径名.
（3）软链接可以对一个不存在的文件名进行连接。
（4）软链接可以对目录进行连接。
备注：I节点 :它是UNIX内部用于描述文件特性的数据结构。我们通常称I节点为文件索引结点(信息结点)。i节点含有关于文件的大部分的重要信息,包括文件数据块在磁盘上的地址.每一个I节点有它自己的标志号，我们称为文件顺序号。I节点包含的信息： 1.文件类型 2.文件属主关系 3.文件的访问权限 4.文件的时间截.