linux - 软硬链接

1.目录

学习软硬链接肯定必须要了解文件和目录，文件学习可参考linux - 存储管理-CSDN博客。

1.1 如何理解目录

目录也是文件：在Linux系统中，目录是一种特殊文件类型。它与普通文件的区别在于，它不仅存储数据，还存储于有关文件系统中其他的文件信息。目录本身不存储文件内容，而是存储文件名与其对应文件的iNode映射关系。

1.2 目录有内容吗

code是一个目录，打开目录，目录里面是有内容的。目录有属性和数据所以也需要有自己的iNode。

目录存储的内容：目录文件每个条目包含一个文件名和该文件的iNode(包含文件的权限，大小，所属组等)号。目录文件提供一个名字，并通过iNode与实际元数据对应。

为什么同一个目录下不可以有同名文件？

iNode是唯一标识：目录中iNode与文件名向映射，每个文件都通过iNode唯一标识，而iNode是文件系统的核心。
映射冲突：如果同级目录下文件名相同，文件系统无法区分它们的iNode。
文件名的唯一性：目录文件中必须保持文件名的唯一性，确保文件能够正常的标识和访问。

注：目录也是文件，那么它也受文件权限约束，没有‘r’‘w’‘x’,普通用户也无法使用该目录。

1.3 怎样通过文件名找到文件

在linux中，文件系统并不认识文件名。linux文件系统层次化(类似树形结构)，如下图所示

假设你要访问一个路径为 /home/user/file.txt 的文件，具体步骤如下：

1. 从根目录 / 开始查找：文件系统会查找 /home 目录（根目录下的子目录）。

   • / 目录中有一个映射，指向 iNode，它包含了 /home 目录的信息。

2. 进入 /home 目录：查找 /home 目录中是否有 user 这个子目录。

   • /home 目录有一个映射，指向 /home 目录的 iNode。

3. 进入 /home/user 目录：查找 /home/user 目录中是否有 file.txt 这个文件。

   • /home/user 目录有一个映射，指向 file.txt 文件的 iNode。

4. 获取文件的 iNode 信息：从 /home/user 目录获取 file.txt 对应的 iNode，iNode 包含文件的元数据和文件数据的位置。

5. 读取文件内容：系统根据 iNode 中的块指针，访问文件数据所在的磁盘位置，读取文件内容。

每次这样查找文件会大大降低效率，linux为解决这一问题，使用了

缓存机制(dentry和iNode缓存)：

在实际操作中，文件系统会将已解析的路径信息和 iNode 信息缓存在内存中，以加速文件的访问。

• dentry 缓存：存储目录项（文件名到 iNode 的映射）。
• iNode 缓存：存储文件的 iNode 信息。

当文件路径已经被访问过，Linux 可以直接从缓存中获取文件的 iNode 和其他元数据，而无需再次查找。

2.软连接与硬链接

创建软连接命令

ln -s <source> <link>

 创建硬链接命令

ln <source> <link>

2.1 什么是软连接？

Unix/Linux 系统中一种特殊的文件类型，类似于 Windows 中的快捷方式。它是指向另一个文件或目录的引用，允许你在文件系统中创建一个指向目标文件或目录的路径。

ls -li 查看软连接指向路径

 软连接的特点：

1. 指向路径：软连接保存的是目标文件或目录的路径，而不是直接保存文件内容。它实际上是一个包含目标路径的文本文件。

2. 可跨文件系统：软连接可以跨文件系统创建，因为它保存的是目标文件的路径（可以是相对路径或绝对路径）。不同于硬链接，硬链接只能在同一文件系统内创建。

3. 符号链接指向：如果软连接指向的目标文件被删除或移动，软连接会变成“悬挂”状态，称为“死链接”（broken link），会指向一个不存在的路径。

2.2 什么是硬链接

硬连接（Hard Link）是 Unix/Linux 文件系统中的一种文件连接方式，它允许多个文件名指向同一个文件的数据块（也称为 inode）。硬连接与原始文件共享相同的 inode，即使文件名不同，实际存储的内容是相同的。因此，无论通过哪个文件名访问，都会访问到相同的数据。

硬连接的特点：

1. 指向相同的 inode：

   • 硬连接与原始文件共享相同的 inode。inode 是文件系统中存储文件元数据（如文件权限、文件大小、文件数据块位置等）的数据结构。通过硬连接创建的新文件与原始文件是完全相同的，它们只是文件系统中不同的名称。

2. 删除文件时不会影响数据：

   • 由于硬连接和原始文件共享相同的 inode，当删除某一个硬连接文件时，数据仍然保留，只有当所有指向同一 inode 的硬连接都被删除后，文件的数据才会被释放。如果你删除了原始文件名，数据仍然可以通过其他硬连接访问。

3. 不能跨文件系统：

   • 硬连接只能在同一文件系统内创建，不能跨越不同的磁盘或分区。这是因为硬连接是基于 inode 的，而 inode 是与文件系统相关的。

4. 不能指向目录：

   • 除非是超级用户，否则在大多数现代文件系统中，硬连接不能指向目录（以防止创建循环引用，避免文件系统结构混乱）。在某些特殊情况下，系统管理员可以创建指向目录的硬连接，但这种做法一般不推荐。

5. 访问方式相同：

   • 所有硬连接文件在文件系统中是平等的，没有“原始”文件和“硬连接”文件的区别。访问这些硬连接文件时，都是直接访问存储在磁盘上的数据。

2.3 软硬链接的区别

注：软连接有自己的iNode，是一个独立的文件，硬连接与原始文件共享相同的 inode