inode详解

简介: inode详解

什么是inode?

理解inode,要从文件储存说起。
文件储存在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫做"扇区"(Sector)。每个扇区储存512字节(相当于0.5KB)。

操作系统读取硬盘的时候,不会一个个扇区地读取,这样效率太低,而是一次性连续读取多个扇区,即一次性读取一个"块"(block)。这种由多个扇区组成的"块",是文件存取的最小单位。"块"的大小,最常见的是4KB,即连续八个 sector组成一个 block。

文件数据都储存在"块"中,那么很显然,我们还必须找到一个地方储存文件的元信息,比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode,中文译名为"索引节点"。

inode的内容(inode是一个结构体)

我们可以通过stat指令查看一个文件的inode信息
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inode中的内容:

  • 文件的字节数,块数
  • 文件拥有者的User ID
  • 文件的Group ID
  • 文件的读、写、执行权限
  • 文件的时间戳,共有三个:ctime指inode上一次变动的时间,mtime指文件内容上一次 变动的时间,atime指文件上一次打开的时间。
  • 链接数,即有多少文件名指向这个inode
  • 文件数据block的位置
  • inode编号(对应数组的下标)

block区和inode区的理解

硬盘格式化的时候,操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区(block区),存放文件数据;另一个是inode区(inode table),存放inode所包含的信息。inode区是以数组的形式存储的,对应的数组下标就是inode编码,每个元素就是一个结构体(结构体内容在上面已说),inode结构体中会有一个指针,指向block区也就是存放的文件内容。

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我们可以通过指令df查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量.
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inode编号

inode编号是很重要的,当系统在找一个文件时,步骤如下:

1.通过文件名先找到文件的inode编号
2.通过inode编号找到文件inode信息
3.通过inode信息中的block指针找到文件内容。

我们可以通过ls -i查看文件的inode编号
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硬链接

一般情况下,文件名和inode号码是”一一对应”关系,每个inode号码对应一个文件名。但是Unix/Linux系统允许,多个文件名指向同一个inode号码。这意味着,可以用不同的文件名访问同样的内容;对文件内容进行修改,会影响到所有文件名;但是,删除一个文件名,不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为”硬链接”(hard link)。可以使用ln指令添加硬链接。

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通过硬链接创建出来的文件的inode编号是一样的,
注意:

1.硬链接相当于一个副本,不会占用实际空间
2.删除一个硬链接,不会影响其他的inode
3.不允许给目录创建硬链接。
4. 硬链接只有在同一个文件系统中才能创建。

软连接

除了硬链接以外,还有一种特殊情况。
文件A和文件B的inode号码虽然不一样,但是文件A的内容是文件B的路径。读取文件A时,系统会自动将访问者导向文件B。因此,无论打开哪一个文件,最终读取的都是文件B。这时,文件A就称为文件B的”软链接”(soft link)或者”符号链接(symbolic link)。
这意味着,文件A依赖于文件B而存在,如果删除了文件B,打开文件A就会报错:”No such file or directory”。这是软链接与硬链接最大的不同:文件A指向文件B的文件名,而不是文件B的inode号码,文件B的inode”链接数”不会因此发生变化。ln -s命令可以创建软链接。

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对应图解:
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