7.2.2 【Linux】实体链接与符号链接:ln

简介: 7.2.2 【Linux】实体链接与符号链接:ln

在Linux下面的链接文件中有两种,一种是类似Windows的捷径功能的文件,可以快速链接到目标文件(或目录);另一种是通过文件系统的inode链接来产生新文件名,而不是产生新文件。这种称为实体链接(hard link)


Hard Link (实体链接, 硬式链接或实际链接)


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。


文件名只与目录有关,但是文件内容则与 inode 有关。hard link只是在某个目录下新增一笔文件名链接到某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,也就是说这两个文件名链接到同一个 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:

你可以发现两个文件名都链接到 34474855 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“文件名”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“链接”,这个字段的意义为:“有多少个文件名链接到这个 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:

                   

                                      图7.2.1、实体链接的文件读取示意图


上图的意思是,你可以通过 1 或 2 的目录之 inode 指定的 block 找到两个不同的文件名,而不管使用哪个文件名均可以指到 real 那个 inode 去读取到最终数据。如果你将任何一个“文件名”删除,其实 inode 与 block都还是存在的! 此时你可以通过另一个“文件名”来读取到正确的文件数据。此外,不论你使用哪个“文件名”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。


一般来说,使用 hard link 设置链接文件时,磁盘的空间与 inode 的数目都不会改变! 我们还是由图 7.2.1 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,既不会增加 inode 也不会耗用 block 数量。


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。


因为是在同一个filesystem上,所以hard link是有限制的:


不能跨 Filesystem;


不能 link 目录。


hard link 链接到目录时, 链接的数据需要连同被链接目录下面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 下面的所有文件名同时都与 /etc 下面的文件名要创建 hard link 的,而不是仅链接到 /etc_hd 与 /etc 而已。 并且,未来如果需要在 /etc_hd 下面创建新文件时,连带的, /etc 下面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。 所以母亲hard link对于目录暂时还不支持。


Symbolic Link (符号链接,亦即是捷径)


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 的那个文件的文件名!由于只是利用文件来做为指向的动作, 所以,当来源文件被删除之后,symbolic link 的文件会“开不了”, 会一直说“无法打开某文件!”。实际上就是找不到原始“文件名”。

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! 而且链接文件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链接文件的大小为 12 Bytes 呢? 因为箭头(-->)右边的文件名“/etc/crontab”总共有 12 个英文,每个英文占用 1 个 Bytes ,所以文件大小就是 12Bytes了。


                 


                                     图7.2.2、符号链接的文件读取示意图


由 1 号 inode 读取到链接文件的内容仅有文件名,根据文件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, 所以就会发生无法通过链接文件读取的问题了。


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。


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。


不过由于 Hard Link 的限制太多了,包括无法做“目录”的 link , 所以在用途上面是比较受限的!反而是 Symbolic Link 的使用方面较广。


如果 ln 使用 -s 的参数时,就做成差不多是 Windows 下面的“捷径”的意思。当你修改 Linux下的 symbolic link 文件时,则更动的其实是“原始文件”, 所以不论你的这个原始文件被链接到哪里去,只要你修改了链接文件,原始文件就跟着变。以上面为例,由于你使用 -s 的参数创建一个名为 passwd-so 的文件,则你修改 passwd-so 时,其内容与 passwd 完全相同,并且,当你按下储存之后,被改变的将是 passwd 这个文件。


关于目录的 link 数量:


当我们创建一个新目录名称为 /tmp/testing 时,基本上会有三个东西,那就是:


/tmp/testing


/tmp/testing/.


/tmp/testing/..


而其中 /tmp/testing 与 /tmp/testing/. 其实是一样的,都代表该目录。而 /tmp/testing/.. 则代表 /tmp 这个目录,所以说,当我们创建一个新的目录时, “新的目录的 link 数为 2 ,而上层目录的 link 数则会增加 1 ”。


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