谈谈Linux世界中的硬链接和软链接

Linux 的文件与目录

        UNIX 系统中除进程之外的一切皆是文件，而 Linux 保持了这一特性。为了便于文件的管理，Linux 还引入了目录（有时亦被称为文件夹）这一概念。目录使文件可被分类管理，且目录的引入使 Linux 的文件系统形成一个层级结构的目录树。清单 1.所示的是普通 Linux 系统的顶层目录结构，其中 /dev 是存放了设备相关文件的目录。 清单 1. Linux 系统的顶层目录结构

 /              根目录
├── bin     存放用户二进制文件
├── boot    存放内核引导配置文件
├── dev     存放设备文件
├── etc     存放系统配置文件
├── home    用户主目录
├── lib     动态共享库
├── lost+found 	文件系统恢复时的恢复文件
├── media   可卸载存储介质挂载点
├── mnt     文件系统临时挂载点
├── opt     附加的应用程序包
├── proc    系统内存的映射目录，提供内核与进程信息
├── root    root 用户主目录
├── sbin    存放系统二进制文件
├── srv     存放服务相关数据
├── sys     sys 虚拟文件系统挂载点
├── tmp     存放临时文件
├── usr     存放用户应用程序
└── var     存放邮件、系统日志等变化文件

        Linux 与其他类 UNIX 系统一样并不区分文件与目录：目录是记录了其他文件名的文件。使用命令 mkdir 创建目录时，若期望创建的目录的名称与现有的文件名（或目录名）重复，则会创建失败。

# ls -F /usr/bin/zi* 
 /usr/bin/zip*       /usr/bin/zipgrep*  /usr/bin/zipnote* 
 /usr/bin/zipcloak*  /usr/bin/zipinfo*  /usr/bin/zipsplit* 

 # mkdir -p /usr/bin/zip 
 mkdir: cannot create directory `/usr/bin/zip': File exists

Linux 将设备当做文件进行处理，清单 2.展示了如何打开设备文件 /dev/input/event5 并读取文件内容。文件 event5 表示一种输入设备，其可能是鼠标或键盘等。查看文件 /proc/bus/input/devices 可知 event5 对应设备的类型。设备文件 /dev/input/event5 使用 read() 以字符流的方式被读取。结构体 input_event 被定义在内核头文件 linux/input.h 中。

清单 2. 打开并读取设备文件

 int fd; 
 struct input_event ie; 
 fd = open("/dev/input/event5", O_RDONLY); 
 read(fd, &ie, sizeof(struct input_event)); 
 printf("type = %d  code = %d  value = %d\n", 
			 ie.type, ie.code, ie.value); 
 close(fd);

硬链接的特性

    我们知道文件都有文件名与数据，这在 Linux 上被分成两个部分：用户数据 (user data) 与元数据 (metadata)。用户数据，即文件数据块 (data block)，数据块是记录文件真实内容的地方；而元数据则是文件的附加属性，如文件大小、创建时间、所有者等信息。在 Linux 中，元数据中的 inode 号（inode 是文件元数据的一部分但其并不包含文件名，inode 号即索引节点号）才是文件的唯一标识而非文件名。文件名仅是为了方便人们的记忆和使用，系统或程序通过 inode 号寻找正确的文件数据块。图 1.展示了程序通过文件名获取文件内容的过程。

图 1. 通过文件名打开文件

清单 3. 移动或重命名文件

[root@gvtv svnmanager]# stat config.php
  File: "config.php"
  Size: 2556            Blocks: 8          IO Block: 4096   ???¨????
Device: 802h/2050d      Inode: 11804169    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2013-10-31 10:10:23.490475413 +0800
Modify: 2013-10-31 10:08:40.868475483 +0800
Change: 2013-10-31 10:08:40.917475486 +0800
[root@gvtv svnmanager]# mv config.php config.php.linux
[root@gvtv svnmanager]# stat config.php.linux
  File: "config.php.linux"
  Size: 2556            Blocks: 8          IO Block: 4096   ???¨????
Device: 802h/2050d      Inode: 11804169    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2013-10-31 10:10:23.490475413 +0800
Modify: 2013-10-31 10:08:40.868475483 +0800
Change: 2013-10-31 11:47:20.973471459 +0800
[

        在 Linux 系统中查看 inode 号可使用命令 stat 或 ls -i（若是 AIX 系统，则使用命令 istat）。清单 3.中使用命令 mv 移动并重命名文件 glibc-2.16.0.tar.xz，其结果不影响文件的用户数据及 inode 号，文件移动前后 inode 号均为：11804169。

        

        为解决文件的共享使用，Linux 系统引入了两种链接：硬链接 (hard link) 与软链接（又称符号链接，即 soft link 或 symbolic link）。链接为 Linux 系统解决了文件的共享使用，还带来了隐藏文件路径、增加权限安全及节省存储等好处。若一个 inode 号对应多个文件名，则称这些文件为硬链接。换言之，硬链接就是同一个文件使用了多个别名（见 图 2.hard link 就是 file 的一个别名，他们有共同的 inode）。硬链接可由命令 link 或 ln 创建。如下是对文件 oldfile 创建硬链接。

 link oldfile newfile 
 ln oldfile newfile

由于硬链接是有着相同 inode 号仅文件名不同的文件，因此硬链接存在以下几点特性：

• 文件有相同的 inode 及 data block；
• 只能对已存在的文件进行创建；
• 不能交叉文件系统进行硬链接的创建；
• 不能对目录进行创建，只可对文件创建；
• 删除一个硬链接文件并不影响其他有相同 inode 号的文件。

当你创建一个硬链接时，你创建的是指向数据位置的另一个指针，而不是指向现有文件的指针。这意味着编辑一个文件的硬链接等价于编辑该文件的原始实例。

软链接的特性

        软链接与硬链接不同，若文件用户数据块中存放的内容是另一文件的路径名的指向，则该文件就是软连接。软链接就是一个普通文件，只是数据块内容有点特殊。软链接有着自己的 inode 号以及用户数据块（见 图 2.）。因此软链接的创建与使用没有类似硬链接的诸多限制：

• 软链接有自己的文件属性及权限等；
• 可对不存在的文件或目录创建软链接；
• 软链接可交叉文件系统；
• 软链接可对文件或目录创建；
• 创建软链接时，链接计数 i_nlink 不会增加；
• 删除软链接并不影响被指向的文件，但若被指向的原文件被删除，则相关软连接被称为死链接（即 dangling link，若被指向路径文件被重新创建，死链接可恢复为正常的软链接）。

图 2. 软链接的访问