關於 Linux 軟連線和硬連結

摘要：本文主要介紹了Linux系統中的連結檔案。

檔案系統

在Linux系統中，將檔案分為兩個部分：使用者資料和後設資料。

後設資料（inode）

後設資料即檔案的索引節點（inode），用來記錄檔案的許可權（r、w、x）、檔案的所有者和屬組、檔案的大小、檔案的狀態改變時間（ctime）、檔案的最近一次讀取時間（atime）、檔案的最近一次修改時間（mtime）、檔案資料的block編號。

inode的預設大小為128Byte，新的ext4和xfs可以設定為256Byte。

在Linux中，後設資料中的inode號，即索引節點號，才是檔案的唯一標識而非檔名。檔名僅是為了方便人們的記憶和使用，系統或程式通過inode號尋找正確的檔案資料塊。

使用者資料（block）

使用者資料即檔案資料塊（block），記錄了檔案的真實內容，包括檔名，檔名會被記錄在上級目錄的block中。也就是說，目錄的block中記錄的是這個目錄下所有一級子檔案和子目錄的檔名及inode的對應，而檔案的block中記錄的才是檔案實際的資料。

block的大小可以是1KB、2KB、4KB，預設為4KB。block用於實際的資料儲存，如果一個block放不下資料，則可以占用多個block，最後一個block可能不會佔滿，但也不能再放入其他檔案的資料。多個block有可能是連續的，也有可能是分散的。

硬連結（Hard Link）

含義

硬連結共用同一個inode號，只是檔名不同。

查詢檔案的步驟

當我們查詢一個硬連結檔案，比如/root/test-hard時，要經過以下步驟：

1）首先找到根目錄的inode（根目錄的inode是系統已知的，inode號是2），然後判斷使用者是否有許可權存取根目錄的block。

2）如果有許可權，則可以在根目錄的block中存取到/root的檔名及對應的inode號。

3）通過/root/目錄的inode號，可以查詢到/root/目錄的inode資訊，接著判斷使用者是否有許可權存取/root/目錄的block。

4）如果有許可權，則可以從/root/目錄的block中讀取到test-hard檔案的檔名及對應的inode號。

5）通過test-hard檔案的inode號，就可以找到test-hard檔案的inode資訊，接著判斷使用者是否有許可權存取test-hard檔案的block。

6）如果有許可權，則可以讀取block中的資料，這樣就完成了/root/test-hard檔案的讀取與存取。

硬連結的特點

1）不論是修改原始檔（test檔案），還是修改硬連結檔案（test-hard檔案），另一個檔案中的資料都會發生改變。

2）不論是刪除原始檔，還是刪除硬連結檔案，只要還有一個檔案存在，這個檔案都可以被存取。

3）硬連結不會建立新的inode資訊，也不會更改inode的總數。

4）硬連結不能跨檔案系統（分割區）建立，因為在不同的檔案系統中，inode號是重新計算的。

5）硬連結不能連結目錄，因為如果給目錄建立硬連結，那麼不僅目錄本身需要重新建立，目錄下所有的子檔案，包括子目錄中的所有子檔案都需要建立硬連結，這對當前的Linux來講過於複雜。

6）硬連結不會佔用inode和block。

軟連結（Symbolic link）

含義

軟連結有著自己的inode號以及使用者資料塊。只不過使用者資料塊中存放的內容是另一檔案的路徑名的指向。

查詢檔案的步驟

當我們查詢一個軟連結檔案，比如/root/test-soft時，要經過以下步驟：

1）首先找到根目錄的inode索引資訊，然後判斷使用者是否有許可權存取根目錄的block。

2）如果有許可權存取根目錄的block，就會在block中查詢到/root/目錄的inode號。

3）接著存取/root/目錄的inode資訊，判斷使用者是否有許可權存取/root/目錄的block。

4）如果有許可權，就會在block中讀取到軟連結檔案test-soft的inode號。因為軟連結檔案會真正建立自己的inode索引和block，所以軟連結檔案和原始檔的inode號是不一樣的。

5）通過軟連結檔案的inode號，找到了test-soft檔案inode資訊，判斷使用者是否有許可權存取block。

6）如果有許可權，就會發現test-soft檔案的block中沒有實際資料，僅有原始檔test的inode號。

7）接著通過原始檔的inode號，存取到原始檔test的inode資訊，判斷使用者是否有許可權存取block。

8）如果有許可權，就會在test檔案的block中讀取到真正的資料，從而完成資料存取。

軟連線的特點

1）不論是修改原始檔（test），還是修改硬連結檔案（test-soft)，另一個檔案中的資料都會發生改變。

2）刪除軟連結檔案，原始檔不受影響。而刪除原檔案，軟連結檔案將找不到實際的資料，從而顯示檔案不存在。

3）軟連結會新建自己的inode資訊和block，只是在block中不儲存實際檔案資料，而儲存的是原始檔的檔名及inode號。

4）軟連結可以連結目錄。

5）軟連結可以跨分割區。

6）軟連結會佔用inode和block。