『學了就忘』Linux基礎命令 — 22、Linux中的硬連結和軟連結

繁華似錦Fighting發表於2021-11-04

Linux

提示：先來說明一下在Linux系統中檔案和目錄的基本儲存，這樣更方便我們理解和學習Linux系統中的硬連結和軟連結。

1、檔案和目錄的基本儲存

之前說過分割槽，每個分割槽都可以理解為分成兩部分，一小部分裡邊是存放檔案的i節點資訊，大部分放的是Block檔案塊。

在檔案的i節點當中儲存的資訊有：i節點號，時間，許可權，儲存位置。而Block塊中儲存的是檔案中的資料。

每個資料夾中都會有i節點和對應的Block檔案。

但是有一個問題，一個檔案的檔名是存放哪裡？

我們就以在資料夾root中有一個檔案abc為例。檔案路徑為/root/abc。

在root目錄中，所有的檔案都有i節點名和對應的Block塊，而root目錄也有自己的i節點資訊。有i節點資訊，就有與之對應的Block塊，root目錄的Block塊中存放的資料是root目錄下所有的子檔案和子目錄的檔名，和它對應的i節點號。
也就是說，root目錄下檔案的檔名，沒有寫在該檔案的i節點裡。而是寫在上級目錄的Block塊中。
如果我要查詢abc檔案的檔名，要先找到root資料夾的i節點，然後在root目錄的Block塊中找到abc的檔名和對應的i節點號才能找到。通過abc檔案的i節點號最終讀取到abc檔案中的資料。
那root目錄的檔名或者說是i節點儲存在哪裡？

那root目錄是在根目錄下的，根目錄會有自己的i節點資訊，也會有自己的Block，綜上所述，那root目錄的檔名和i節點號的資訊是放在根目錄的Block塊中的。
那根的i節點號怎麼獲取？
根的i節點號是固定的，根的i節點號為2。（因為編號1在系統核心載入的時候被佔用了）
```
[root@192 ~]# ls -ild /
2 dr-xr-xr-x. 25 root root 4096 12月 27 22:27 /
第一位顯示的就是i節點號。
```
總結

綜上所訴，要檢視abc檔案的內容，就先用通過根的i節點號，讀取根的Block塊中資料，找到root目錄的i節點資訊，讀取root目錄的Block塊中資料，找到abc檔案的i節點資訊，讀取abc檔案的Block塊中資料。
以上就是檔案和目錄的基本儲存。

2、In命令介紹

（1）我們來看看ln命令的基本資訊

命令名稱：ln
英文原意：make links between file
所在路徑：/bin/ln
執行許可權：所有使用者。
功能描述：在檔案之間建立連結。

（2）ln命令的基本格式

[root@localhost ~ ] # ln [選項] 原始檔 目標檔案

選項：
  -s：建立軟連結檔案。如果不加“-s”選項，則建立硬連結檔案
  -f：強制。如果目標檔案已經存在，則刪除目標檔案後再建立連結檔案

3、建立硬連結

（1）如何建立硬連結

示例如下：

[root@localhost ～] # touch cangls
[root@localhost ~ ]# ln /root/cangls /tmp/

# 建立硬連結檔案，目標檔案沒有寫檔名，會和原合一致
# 也就是/root/cangls和/tmp/cangls 是硬連結檔案

說明ln命令應用：

# 新建立一個檔案abc，檢視abc檔案的硬連線數
[root@192 ~]# touch abc
[root@192 ~]# ls -il abc 
1043285 -rw-r--r--. 1 root root 0 12月 29 18:18 abc
# 可以看到abc檔案的硬連線數為1。

# 在tmp目錄中給abc檔案建立一個硬連線檔案，然後檢視這兩個檔案硬連線數。
[root@192 ~]# ln abc /tmp/abc_h
[root@192 ~]# ls -il abc /tmp/abc_h 
1043285 -rw-r--r--. 2 root root 0 12月 29 18:18 abc
1043285 -rw-r--r--. 2 root root 0 12月 29 18:18 /tmp/abc_h
# 可以看到abc檔案的引用計數（硬連線數）增加了1。
# 同時還可以看到，上邊的兩個檔案的i節點號是一樣的。

（2）硬連結特徵

原始檔和硬連結檔案擁有相同的Inode和Block。
修改任意一個檔案，另一個都改變。
刪除任意一個檔案，另一個都能使用。
硬連結標記不清，很難確認硬連結檔案位置（很難確定這是一個硬連線檔案，自己建立的還可能記住，要是別人建立的，我根本無法判定一個檔案是硬連線檔案），不建議使用。
硬連結不能連結目錄。
硬連結不能跨分割槽（因為兩個檔案需要同一個分割槽的同一個i節點號。所以跨分割槽找不到）。

（3）硬連線原理

我上邊在root目錄下建立了一個abc檔案，然後在/tmp/目錄下建立一個abc檔案硬連線檔案abc_h。

root目錄、abc檔案、tmp目錄，每個都有自己的i節點號和對應的Block塊。通過root目錄的i節點號，找到對應的Block塊。Block塊中記錄著abc檔案的名稱和i節點號，就可以找到abc檔案。而硬連線檔案abc_h的i節點號和檔名是記錄在tmp目錄的Block塊中的。並且上邊查詢到abc檔案和abc_h硬連線檔案的i節點號是相同的，所以通過tmp的Block塊中的abc_h資訊，也可以找到abc檔案的i節點號。

所以root目錄中記錄的abc檔案資訊和tmp目錄記錄的abc_h檔案資訊，都指向了root目錄下的abc檔案。

看下圖：

所以上圖證明了：
修改任意一個檔案，另一個都改變。
刪除任意一個檔案，另一個都能使用。

4、建立軟連結

（1）如何建立軟連結

軟連線可以直接看作為Windows系統中的快捷方式。

建立軟連結檔案，如下：

[root@localhost ~]# touch abc
[root@localhost ~]# ln -s /root/abc /tmp/

root目錄中cde檔案，然後建立軟連線/tmp/cde_s檔案，檢視這兩個檔案。

如下圖所示：

# 
[root@localhost ~ ] # touch cde
[root@localhost ~ ] # ln -s /root/cde /tmp/cde_s
[root@localhost ~ ] # ls -il /root/cde /tmp/cde_s
1055972-rw-r--r--1 root root 0 2月1715：30 /root/cde
261634 1rwxrwxrwx 1root root 9 2月1715：30 /tmp/cde_s->/root/cde

說明：

第一：可以看到建立的軟連線檔案有明確的提示這個一個軟連結檔案，和它的原始檔的位置在哪裡。
/tmp/cde_s->/root/cde。這也就是為什麼說硬連線標記不清的原因。
第二：檔案的引用連結數沒有增加。
第三：兩個檔案的i節點號完全不同。
第四：原始檔abc是0位元組，空的。而軟連線的檔案大小為9個位元組。

（2）軟連結特徵

軟連結和原始檔擁有不同的Inode和Block。
兩個檔案修改任意一個，另一個都改變。
刪除軟連結，原始檔不受影響；刪除原始檔，軟連結不能使用，因為軟連結沒有實際資料，只儲存原始檔的Inode，不論原始檔多大，軟連結檔案大小不變。
軟連結的許可權是最大許可權lrwxrwxrwx.，但是由於沒有實際資料，最終訪問時需要參考原始檔許可權。
軟連結可以連結目錄，軟連結可以跨分割槽。
軟連結特徵明顯，建議使用軟連線。

（3）軟連線原理

在root目錄下有一個cde檔案，在tmp目錄建立一個cde檔案的軟連結檔案cde_s。通過root目錄的i節點號，可以找到root目錄的block塊，root目錄的block塊中記錄了cde檔案的檔名和i節點號。查到cde檔案的i節點號就找到了cde檔案的block塊，就能讀取裡邊的資料。

tmp目錄有自己的i節點號，與之對應的block塊，tmp目錄的block塊中有cde_s檔案的檔名和i節點號，（之前說硬連線這兩個i節點號是相同的，所以指向的同一個檔案），而軟連線檔案和原始檔的i節點號是不相同的。說明cde_s檔案有自己的i節點號，並且cde_s檔案有自己的block塊。

現在的關鍵是，cde_s檔案的block塊中存放的是什麼？
如果裡邊存放的是資料，那cde檔案和cde_s檔案就不是連結的關係了，就完全是複製關係了，這樣就不會出現修改原始檔時軟連結檔案也變，修改軟連結檔案後原始檔也改變的情況。

其實在cde_s檔案的block塊中存放的是原始檔的i節點號。

如下圖：

這也就說明了為什麼新建立的軟連線檔案建立完成後就有資料，並且資料大小不隨原始檔的改變而改變。

還有一點要注意，軟連結檔案的許可權是最大的，但這個許可權是針對軟連結檔案的，軟連結檔案的block塊中並不存放資料，如果要操作原始檔，還是要看原始檔許可權，這裡需要注意。

（4）說明

Windows系統中建立快捷方式是為了軟體安裝位置太深，不好找，所以在桌面建立一個快捷方式，那Linux系統建立軟連結的作用是什麼，反正都是通過目錄訪問?

在Linux系統中，軟連結最主要的作用是照顧管理員的使用習慣。