1. 前言

本文主要講解linux軟鏈接與硬鏈接的原理以及使用的方法。Linux的鏈接包括軟鏈接和硬鏈接，類似于Linux的快捷方式。

一個(gè)文件由文件名和數(shù)據(jù)組成，在 Linux 系統(tǒng)上也是被分成兩個(gè)部分：用戶數(shù)據(jù) (user data) 與元數(shù)據(jù) (metadata)。用戶數(shù)據(jù)，即文件數(shù)據(jù)塊 (data block)，數(shù)據(jù)塊是記錄文件真實(shí)內(nèi)容的地方；而元數(shù)據(jù)則是文件的附加屬性，如文件大小、創(chuàng)建時(shí)間、所有者等信息。在 Linux系統(tǒng)中，元數(shù)據(jù)中的 inode 號(hào)（inode 是文件元數(shù)據(jù)的一部分但其并不包含文件名，inode 號(hào)即索引節(jié)點(diǎn)號(hào)）才是文件的唯一標(biāo)識(shí)而非文件名。文件名僅是為了方便人們的記憶和使用，系統(tǒng)或程序通過 inode 號(hào)尋找正確的文件數(shù)據(jù)塊。下圖展示了程序通過文件名獲取文件內(nèi)容的過程。

2. 查看文件對應(yīng)的inode號(hào)碼

在 Linux 系統(tǒng)中查看 inode 號(hào)可使用命令 stat 或 ls -i。

文件：'anaconda-ks.cfg'

大?。?408 塊：8 IO 塊：4096 普通文件

設(shè)備：fd00h/64768d Inode：67146830 硬鏈接：1

權(quán)限：(0600/-rw-------) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root)

環(huán)境：system_u:object_r:admin_home_t:s0

最近訪問：2019-05-31 17:36:00.109184712 +0800

最近更改：2019-05-31 17:36:00.110184571 +0800

最近改動(dòng)：2019-05-31 17:36:00.111184429 +0800

創(chuàng)建時(shí)間：-

查看文件anaconda-ks.cfg的inode號(hào)

[root@zcwyou ~]# ls -i -F anaconda-ks.cfg 

67146830 anaconda-ks.cfg

使用mv命令對文件anaconda-ks.cfg移動(dòng)

再次查看文件的inode號(hào)

[root@zcwyou ~]# ls -i -F 123.cfg

67146830 123.cfg

可以看出在Linux系統(tǒng)中使用命令 mv 移動(dòng)并重命名文件123.cfg，其結(jié)果不影響文件的用戶數(shù)據(jù)及 inode 號(hào)，文件移動(dòng)前后 inode 號(hào)均為：67146830。

為解決文件的共享使用，Linux 系統(tǒng)引入了兩種鏈接：硬鏈接 (hard link) 與軟鏈接（又稱符號(hào)鏈接，即 soft link 或 symbolic link）。鏈接為 Linux 系統(tǒng)解決了文件的共享使用，還帶來了隱藏文件路徑、增加權(quán)限安全及節(jié)省存儲(chǔ)等好處。若一個(gè) inode 號(hào)對應(yīng)多個(gè)文件名，則稱這些文件為硬鏈接。換言之，硬鏈接就是同一個(gè)文件使用了多個(gè)別名。hard link 就是 file 的一個(gè)別名，他們有共同的 inode）。硬鏈接可由命令 link 或 ln 創(chuàng)建。如下是對文件 oldfile 創(chuàng)建硬鏈接。

執(zhí)行命令

link 舊文件名 新文件名

或者

ln 舊文件名 新文件名

由于硬鏈接是有著相同 inode 號(hào)僅文件名不同的文件，因此硬鏈接存在以下幾點(diǎn)特性：

• 文件有相同的 inode 及 data block；
• 只能對已存在的文件進(jìn)行創(chuàng)建；
• 不能交叉文件系統(tǒng)進(jìn)行硬鏈接的創(chuàng)建；
• 不能對目錄進(jìn)行創(chuàng)建，只可對文件創(chuàng)建；
• 刪除一個(gè)硬鏈接文件并不影響其他有相同 inode 號(hào)的文件。

3. Linux創(chuàng)建硬鏈接

總用量 4

67146830 -rw-------. 1 root root 1408 5月 31 17:36 123.cfg

只能對已存在的文件創(chuàng)建硬連接

命令格式

link old.file hard.link

操作案例：

[root@zcwyou ~]# cp 123.cfg anaconda-ks.cfg[root@zcwyou ~]# link anaconda-ks.cfg hard-link.cfg | ls -li

總用量 8

67146830 -rw-------. 1 root root 1408 5月 31 17:36 123.cfg

67146843 -rw-------. 2 root root 1408 6月 2 09:36 anaconda-ks.cfg

總用量 12

67146830 -rw-------. 1 root root 1408 5月 31 17:36 123.cfg

67146843 -rw-------. 2 root root 1408 6月 2 09:36 anaconda-ks.cfg

67146843 -rw-------. 2 root root 1408 6月 2 09:36 hard-link.cfg

文件 anaconda-ks.cfg與 hard-link.cfg 有著相同的 inode 號(hào)：67146843及文件權(quán)限，inode 是隨著文件的存在而存在，因此只有當(dāng)文件存在時(shí)才可創(chuàng)建硬鏈接，即當(dāng) inode 存在且鏈接計(jì)數(shù)器（link count）不為 0 時(shí)。inode 號(hào)僅在各文件系統(tǒng)下是唯一的，當(dāng) Linux 掛載多個(gè)文件系統(tǒng)后將出現(xiàn) inode 號(hào)重復(fù)的現(xiàn)象，文件比如文件系統(tǒng)1(比如/dev)的1.txt、文件系統(tǒng)2(比如/root)的2.txt 并無關(guān)聯(lián)，卻有著相同的 inode 號(hào)），因此硬鏈接創(chuàng)建時(shí)不可跨文件系統(tǒng)。設(shè)備文件目錄 /dev 使用的文件系統(tǒng)是 devtmpfs，而 /root（與根目錄 / 一致）使用的是磁盤文件系統(tǒng) ext4。

不能交叉文件系統(tǒng)

[root@zcwyou ~]# ln /dev/input/event5 /root/bfile.txt

ln: 無法創(chuàng)建硬鏈接'/root/bfile.txt' => '/dev/input/event5': 無效的跨設(shè)備連接

不能對目錄進(jìn)行創(chuàng)建硬連接

ln: 'test_dir/': 不允許將硬鏈接指向目錄

3.1 查找有相同 inode 號(hào)的文件

查看文件系統(tǒng)

[root@zcwyou ~]# df -i --print-type

文件系統(tǒng) 類型 Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 掛載點(diǎn)

/dev/mapper/centos-root xfs 19394560 29924 19364636 1% /

devtmpfs devtmpfs 229908 394 229514 1% /dev

tmpfs tmpfs 232906 1 232905 1% /dev/shm

tmpfs tmpfs 232906 738 232168 1% /run

tmpfs tmpfs 232906 16 232890 1% /sys/fs/cgroup

/dev/sda1 xfs 524288 334 523954 1% /boot

tmpfs tmpfs 232906 1 232905 1% /run/user/0

/root/anaconda-ks.cfg

/root/hard-link.cfg

找到兩個(gè)文件具有相關(guān)的inode號(hào)67146843，實(shí)際上是同一文件

硬鏈接不能對目錄創(chuàng)建是受限于文件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。現(xiàn) Linux 文件系統(tǒng)中的目錄均隱藏了兩個(gè)特殊的目錄：當(dāng)前目錄（.）與父目錄（..）。查看這兩個(gè)特殊目錄的 inode 號(hào)可知其實(shí)這兩目錄就是兩個(gè)硬鏈接（注意目錄 /mnt/lost+found/ 的 inode 號(hào)）。若系統(tǒng)允許對目錄創(chuàng)建硬鏈接，則會(huì)產(chǎn)生目錄環(huán)。

4. Linux創(chuàng)建軟鏈接

軟鏈接與硬鏈接不同，若文件用戶數(shù)據(jù)塊中存放的內(nèi)容是另一文件的路徑名的指向，則該文件就是軟連接。軟鏈接就是一個(gè)普通文件，只是數(shù)據(jù)塊內(nèi)容有點(diǎn)特殊。軟鏈接有著自己的 inode 號(hào)以及用戶數(shù)據(jù)塊。

因此軟鏈接的創(chuàng)建與使用沒有類似硬鏈接的諸多限制：

• 軟鏈接有自己的文件屬性及權(quán)限等；
• 可對不存在的文件或目錄創(chuàng)建軟鏈接；
• 軟鏈接可交叉文件系統(tǒng)；
• 軟鏈接可對文件或目錄創(chuàng)建；
• 創(chuàng)建軟鏈接時(shí)，鏈接計(jì)數(shù) i_nlink 不會(huì)增加；
• 刪除軟鏈接并不影響被指向的文件，但若被指向的原文件被刪除，則相關(guān)軟連接被稱為死鏈接（即 dangling link，若被指向路徑文件被重新創(chuàng)建，死鏈接可恢復(fù)為正常的軟鏈接）。

4.1 Linux軟鏈接命令

命令格式：ln -s 源文件 軟鏈接新文件

[root@zcwyou ~]# ln -s anaconda-ks.cfg soft-link.cfg

查看軟鏈接文件

lrwxrwxrwx. 1 root root 15 6月 2 09:47 soft-link.cfg -> anaconda-ks.cfg

創(chuàng)建目錄軟鏈接命令格式

ln -s 源目錄路徑 軟鏈接路徑

[root@CentOS7 ~]# ln -s test_dir/ soft_link_dir

查看軟鏈接目錄結(jié)果：

bash [root@CentOS7 ~]# ll soft_link_dir ¨G16G bash [root@CentOS7 ~]# ls -li

總用量 12

67146830 -rw-------. 1 root root 1408 5月 31 17:36 123.cfg

67146843 -rw-------. 2 root root 1408 6月 2 09:36 anaconda-ks.cfg

67146843 -rw-------. 2 root root 1408 6月 2 09:36 hard-link.cfg

67146844 lrwxrwxrwx. 1 root root 15 6月 2 09:47 soft-link.cfg -> anaconda-ks.cfg

67146845 lrwxrwxrwx. 1 root root 9 6月 2 09:49 soft_link_dir -> test_dir/

100673615 drwxr-xr-x. 3 root root 34 6月 2 09:51 test_dir

5. 總結(jié)

硬鏈接指通過索引節(jié)點(diǎn)來進(jìn)行連接。在Linux的文件系統(tǒng)中，保存在磁盤分區(qū)中的文件不管是什么類型都給它分配一個(gè)編號(hào)，稱為索引節(jié)點(diǎn)號(hào)(Inode Index)。在Linux中，多個(gè)文件名指向同一索引節(jié)點(diǎn)是存在的。一般這種連接就是硬連接。硬連接的作用是允許一個(gè)文件擁有多個(gè)有效路徑名，這樣用戶就可以建立硬連接到重要文件，以防止“誤刪”的功能。其原因如上所述，因?yàn)閷?yīng)該目錄的索引節(jié)點(diǎn)有一個(gè)以上的連接。只刪除一個(gè)連接并不影響索引節(jié)點(diǎn)本身和其它的連接，只有當(dāng)最后一個(gè)連接被刪除后，文件的數(shù)據(jù)塊及目錄的連接才會(huì)被釋放。也就是說，文件真正刪除的條件是與之相關(guān)的所有硬連接文件均被刪除。

另外一種連接稱之為符號(hào)連接（Symbolic Link），也叫軟連接。軟鏈接文件有類似于Windows的快捷方式。它實(shí)際上是一個(gè)特殊的文件。在符號(hào)連接中，文件實(shí)際上是一個(gè)文本文件，其中包含的有另一文件的位置信息。

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