ln - 软链接与硬链接区别

墨蓝 2022-01-22 00:55 321阅读 0赞

### 引言 ###

在介绍硬链接和软链接之前，首先介绍下硬盘相关的知识，主要是了解下 inode 。

--------------------

### 硬盘 ###

硬盘设备是由大量的扇区组成的。以 MBR 分区为例。每个扇区的容量为 512 字节。其中第一个扇区最重要。它里面保存着主引导记录与分区表信息。就第一个扇区来讲，主引导记录需要占用 446 字节，分区表为 64 字节，结束符占用 2 字节。其中分区表每记录一个分区信息就需要 16 字节，这样一来，最多就只有4个分区信息可以写到第一扇区中，这4个分区就是4个主分区。

第一个扇区最多只能创建出4个分区 ?  
为了解决分区个数不够的问题，可以将第一个扇区的分区表中16个字节(原本要写入主分区信息)的空间(称之为扩展分区)拿出来指向另一个分区。

也就是说，扩展分区并不是一个真正的分区，而像是有一个占用 16 字节的分区表空间的指针，一个指向另外一个分区的指针。这样一来，用户一般会选择使用3个主分区+1个扩展分区的方法，然后在扩展分区中创建无数个逻辑分区，从而来满足多分区(大于4个)的需求。

Linux 系统中有一个名为 superblock 的 “硬盘地图”。 Linux 并不是把文件内容直接写入到 superblock 中，而是在里面记录着整个文件系统的信息。

Linux 把每个文件的权限与属性记录在 inode("索引节点：index node ") 中，而且每个文件占用一个独立的 inode 表格，该表格的默认大小为 128 字节。

里面记录着如下信息 ：

*  文件的访问权限(read、write、execute)
 *  该文件的所有者与所属组(owner、group)
 *  该文件的大小(size)
 *  该文件的创建或内容修改时间(ctime)
 *  该文件的最后一次访问时间(atime)
 *  该文件的修改时间(mtime)
 *  文件的特殊权限(SUID、SGID、SBIT)
 *  该文件的真实数据地址(point)。

在 Linux 系统中 ，inode 号才是文件的唯一标识而非文件名。文件名只是为了方便人们的记忆和适用。

ls -li
    total xx
    533124 drwxr-xr-x 9 apple apple 4096 May  4 10:22 apache-tomcat-8.5.41
    360908 -rw-rw-r-- 1 apple apple   18 Jun  1 23:50 helloWolrd
    360974 drwxr-xr-x 4 apple apple 4096 Jun  3 10:15 hi-cat
    393217 drwxrwxr-x 6 apple apple 4096 May 28 09:37 program
    518079 drwxrwxr-x 3 apple apple 4096 Mar  4 11:31 project

如上述命令 “ls -li” 结果中的第一列就是文件的 inode 号。系统是通过 inode 号寻找正确的文件数据块。

文件的实际内容则保存在 block 中(大小可以是 1KB、2KB 或 4KB)，一个 inode 的默认大小为 128B (在 Ext3 文件系统中),记录一个 block 则消耗 4B 。当文件的 inode 被写满后，Linux 系统会自动分配出一个 Block 块，专门用于像 innode 那样记录其他 block 块的信息，这样能把各个 block 块的内容串到一起，就能够让用户读到完整的文件内容了。

对于存储文件内容的的 Block 块，有以下两种常见情况，以 4KB 的 block 大小为例说明情况 :

1.  文件很小(1KB) , 但依然会占用一个 block ，因此会潜在占用 3kb。
2.  文件很大(5kb) ， 那么会占用两个 block。

总结 ：  
superBlock : 存储整个文件系统的信息。  
inode : 存储文件的权限与属性。  
data block : 真正存储文件内容。

--------------------

### 软、硬链接方式 ###

在 Windows 系统中，快捷方式是指向原始文件的一个链接文件。可以让用户从不同的位置来访问原始的文件；原文件一旦被删除或剪切到其他地方后，会导致链接文件失效。

但是在 Linux 系统中，"快捷方式"就不太一样 。在 Linux 系统存在硬链接和软链接两种文件。

--------------------

硬链接(hard link) ： 可以将它理解为一个 “指向原始文件 inode 的指针”，系统不为它分配独立的 inode 和 文件。所以，硬链接文件与原始文件其实是同一个文件，只是名字不同。我们每添加一个硬链接，该文件的 innode 连接数就会增加 1 ； 而且只有当该文件的 inode 连接数为 0 时，才算彻底被将它删除。因此即便删除原始文件，依然可以通过硬链接文件来访问。需要注意的是，我们不能跨分区对文件进行链接。(我第一次看硬链接的时候，满脸都是问号，大家不要纠结概念，看下面图。)

举个例子，磁盘上个有文件。  
![73efa560d672244ac7a796d6ee99b0f0.png][]

此时新建一个硬链接

ln fileName newFileName

![504504bdc3977fdfa899376431672467.png][]

从上图中可以看出，fileName 和 newFileName 都指向同一个文件，因此，无论你编辑哪一个文件，另一个文件也会做相应的改变。比如

echo "helloWorld" >> newFileName 
    vim  fileName  // 此时原文件中也多出了 helloWorld。

我相信大家产生疑惑的地方是删除文件。如果此时我们删除原文件,如下图:

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N0dXBpZDU2ODYy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

用代码表示:

rm fileName  // 删除源文件
    vim newFileName  // 文件仍然存在，我们删除的仅仅是一个指向真实文件的指针而已。或者说只是让 inode 连接数 -1 。

或者删除硬链接文件 :  
![2d9bffe69176c4bb4fc81f42547648d5.png][]

用代码表示:

rm newFileName // 删除硬链接
    vim fileName  // 原文件仍然存在

我们可以这样理解，在 Linux 系统中，文件名本身就相当于硬链接，文件名仅仅是一个指针。

--------------------

因为笔者是个菜鸡 Java 成员，如果不会 Java ,忽略下面代码即可。

尝试用下 Java 来描述下硬链接, :

Student student = new Student();  // 等同于在 Linux 新建了一个文件
            Student newStudent = student;     // 等同于给 Linux 文件新建一个硬链接
            student = null;                   // 删除原文件(的指针)
            if (newStudent != null) {      
                System.out.println("newStudent 不为空"); // 对象仍然存在 等同于 文件仍然存在
            }
          // 输出了 newStudent 不为空

--------------------

### 软链接 ###

软链接(symbolic link) ： 等同于 Windows 系统下的快捷方式。仅仅包括所含链接文件的路径名字。因此能链接目录，也能跨文件系统链接。但是，当删除原始文件后，链接文件也将失效。

--------------------

### ln - 新建链接 ###

ln 用于创建软或硬链接。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>参数</th> 
   <th>作用</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>-s</td> 
   <td>创建软链接(如果不带 -s 参数，默认创建硬链接)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-f</td> 
   <td>强制创建文件或目录的链接</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-i</td> 
   <td>覆盖前先询问</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-v</td> 
   <td>显示创建链接的过程</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

软链接示例 :

[apple@VM_0_8_centos ~]$ echo "hello world" > helloWorld 
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ ln -s helloWorld  sHelloWorld
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ cat helloWorld 
    hello world
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ cat sHelloWorld 
    hello world
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ rm helloWorld 
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ cat sHelloWorld 
    cat: sHelloWorld: No such file or directory

硬链接示例 ：

[apple@VM_0_8_centos ~]$ echo "hello world" > helloWorld
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ ln helloWorld  hardHelloWorld
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ cat helloWorld 
    hello world
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ cat hardHelloWorld 
    hello world
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ ls  -lhi hardHelloWorld  helloWorld 
    360888 -rw-rw-r-- 2 apple apple 12 Jun  4 17:10 hardHelloWorld  // 第一列为 inode 号，第三列为 inode 连接数
    360888 -rw-rw-r-- 2 apple apple 12 Jun  4 17:10 helloWorld    // 两个文件的 inode 号是一样的。
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ rm helloWorld 
    [apple@VM_0_8_centos ~]$ cat hardHelloWorld 
    hello world

--------------------

### 问题 ###

硬链接占据空间吗 ？ 比如我有一个 1G 的文件，现在我给这个文件建了一个硬链接。那么会占据 2G 空间吗?  
不会，之前我们说了硬链接是一个指针或者说是文件的引用。只占一点点空间。

--------------------

### 延伸 ###

我在 Linux 上安装了 Python3，建立了 python3 的软链接 。但有时候会忘记 Python3 的存放路径，可以通过以下命令找到 python3 的位置：

$ ls -l $(which python3)
    lrwxrwxrwx 1 root root 9 Mar  4 11:11 /usr/local/bin/python3 -> python3.7

同理也可以找到系统的 python 路径 ：

ls -l $(which python)
    lrwxrwxrwx 1 root root 7 Feb 12 14:32 /usr/bin/python -> python2

--------------------

### 引用 ###

> https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-hardandsymb-links/index.html  
> 《Linux 就该这么学》

[73efa560d672244ac7a796d6ee99b0f0.png]: /images/20220122/6ec95dce1496415da4b4fc43687191a3.png
[504504bdc3977fdfa899376431672467.png]: /images/20220122/dd504b2427a14bccb43a89387a3839ee.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3N0dXBpZDU2ODYy_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]: /images/20220122/ab0307a409924a888d057aa4f040b556.png
[2d9bffe69176c4bb4fc81f42547648d5.png]: /images/20220122/c6f9aea38131475bbe4aa1623f12955d.png