Linux下的鏈接文件是什么

這篇文章主要介紹“Linux下的鏈接文件是什么”，在日常操作中，相信很多人在Linux下的鏈接文件是什么問(wèn)題上存在疑惑，小編查閱了各式資料，整理出簡(jiǎn)單好用的操作方法，希望對大家解答”Linux下的鏈接文件是什么”的疑惑有所幫助！接下來(lái)，請跟著(zhù)小編一起來(lái)學(xué)習吧！

幾個(gè)基本概念

Linux下的鏈接文件可以分為硬鏈接（hard link）與軟鏈接（soft link）。要理解它們，必須先要理解幾個(gè)基本概念。

inode

文件除了純數據本身之外，還必須包含有對這些純數據的管理信息，如文件名、訪(fǎng)問(wèn)權限、文件的屬主以及該文件的數據所對應的磁盤(pán)塊等等，這些管理信息稱(chēng)之為元數據（mata data），保存在文件的inode節點(diǎn)之中。我們可以通過(guò)stat命令查看一個(gè)文件的inode信息：

$ stat /etc/passwd
  File: "/etc/passwd"
  Size: 936             Blocks: 8          IO Block: 4096   普通文件
Device: fd00h/64768d    Inode: 137143      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2016-08-05 23:01:39.905999995 +0800
Modify: 2016-07-15 16:36:12.802999997 +0800
Change: 2016-07-15 16:36:12.809000014 +0800

$ ls -l /etc/passwd
-rw-r--r-- 1 root root 936 7月  15 16:36 /etc/passwd

這里我們查看了/etc/passwd文件的元數據信息。ls -l命令也會(huì )列出一些文件的元數據信息（由左至右分別為：權限、硬鏈接數、屬主、屬組、文件大小、最近更改時(shí)間、文件名），但相比之下，stat命令輸出的信息更加完整。我們注意到，stat輸出的信息中，文件有三個(gè)時(shí)間戳：最近訪(fǎng)問(wèn)、最近更改和最近改動(dòng)，對應于英文分別為Access、Modify和Change。 Access time比較好理解，當每次訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)文件的數據（注意，不是元數據），這個(gè)時(shí)間就會(huì )更新。比如用cat或者more命令讀取文件內容時(shí)，會(huì )更新access time，而用ls或者stat命令，由于只是訪(fǎng)問(wèn)了文件的inode，所以不會(huì )更新access time值。Modify time是文件數據最后一次被修改時(shí)間，比如用vim編輯文件后保存文件，此時(shí)就會(huì )更新該文件modify time。Change time是文件元數據（即inode）最后一次被修改的時(shí)間，比如用chown命令修改文件的屬主，此時(shí)就會(huì )更新文件的change time。

其實(shí)最初當我們創(chuàng )建分區并用mkfs.ext4等命令創(chuàng )建文系統的時(shí)候，就已經(jīng)在文件系統的固定區域保留了inode節點(diǎn)區。我們可以通過(guò)df -i命令查看某文件系統inode節點(diǎn)區域的大小及使用情況：

# df -ih /dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2

文件系統                    Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 掛載點(diǎn)                                                            

/dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2   18M    127K     18M       1% /home

可以看到，在筆者的Linux Mint17.3系統中，分區/dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2共保留了18M的inode區域，這個(gè)區域目前已經(jīng)使用了127K。有沒(méi)有可能出現某分區尚有空間而inode區域已用完的情況呢？有的。當小文件特別多的時(shí)候就會(huì )出現這種情況！這個(gè)時(shí)候即使文件系統還有空間可用，但我們仍然無(wú)法繼續在這個(gè)文件系統內創(chuàng )建新的文件了。那假如在我的應用環(huán)境中真的小文件非常多該怎么辦？其實(shí)我們在建立ext4文件系統時(shí)候是可以手動(dòng)指定inode區域所占的比例大小的，可以man mkfs.ext4查看相關(guān)的參數和選項，這里不再詳述。

剛才用stat查看文件的inode信息時(shí)，我們看到輸出的信息中有一行Inode: 137143，這個(gè)是/etc/passwd文件的inode號。每個(gè)inode都有一個(gè)全文件系統唯一的inode號，操作系統內核正是通過(guò)inode號而非文件名來(lái)識別不同的文件。文件名僅僅是為了方便用戶(hù)使用而已，內核是通過(guò)文件名找到inode，然后通過(guò)inode訪(fǎng)問(wèn)實(shí)際文件數據的。有沒(méi)有可能有多個(gè)文件名對應于同一個(gè)inode呢？有的，這樣就產(chǎn)生了所謂硬鏈接文件。

dentry

雖然每個(gè)文件對應了唯一的inode號，但inode號是雜亂而毫無(wú)意義的，不方面用戶(hù)記憶和使用，我們希望對每個(gè)文件取一個(gè)有意義的文件名?，F代文件系統提供的一個(gè)基本功能是按名存取，所以我們還需要建立文件名到inode號的對應，這就引出了目錄項（directory entry即dentry）的概念。在Linux文件系統中有一類(lèi)特殊的文件稱(chēng)為“目錄”，目錄就保存了該目錄下所有文件的文件名到inode號的對應關(guān)系，這里的每個(gè)對應關(guān)系就稱(chēng)為一個(gè)dentry。而Linux把所有的文件和目錄構建成了一個(gè)倒立的樹(shù)狀結構，這樣，我們只要確定了根目錄的inode號，就可以對整個(gè)文件系統進(jìn)行按名存取了。

hard link

硬鏈接的實(shí)質(zhì)是現有文件在目錄樹(shù)中的另一個(gè)入口。也就是說(shuō)，硬鏈接與原文件是分居于不同或相同目錄下的的dentry而已，它們指向同一個(gè)inode，對應于相同的磁盤(pán)數據塊（data block），具有相同的訪(fǎng)問(wèn)權限、屬性等。簡(jiǎn)而言之，硬鏈接其實(shí)就是給現有的文件起了一個(gè)別名。如果把文件系統比喻成一本書(shū)的話(huà)，硬鏈接就是在書(shū)本的目錄中，有兩個(gè)目錄項指向了同一頁(yè)碼的同一章節。

硬鏈接的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不占磁盤(pán)空間（因為僅僅是增加了一個(gè)目錄項而已），但是這一優(yōu)點(diǎn)相對于軟鏈接其實(shí)并不明顯（因為軟鏈接占用的磁盤(pán)空間也很少）。另外，硬鏈接有以下一些局限：1、不能跨文件系統創(chuàng )建硬鏈接。原因很簡(jiǎn)單，inode號只有在一個(gè)文件系統內才能保證是唯一的，如果跨越文件系統則inode號就可能重復。2、不能對目錄創(chuàng )建硬鏈接。原因我在稍后解釋。正因為硬鏈接的這些局限，加之軟鏈接更加易于管理，所以軟鏈接更加常用。這一點(diǎn)在本文中舉的例子也可以看出，幾乎都是軟鏈接的例子。

soft link

軟鏈接又稱(chēng)為符號鏈接（symbolic link），簡(jiǎn)寫(xiě)為“symlink”。與硬鏈接僅僅是一個(gè)目錄項不同，軟連接本身也是文件，不過(guò)這個(gè)文件的內容是另一個(gè)文件名的指針。當Linux訪(fǎng)問(wèn)軟鏈接時(shí)，它會(huì )循著(zhù)指針找出含有實(shí)際數據的目標文件。我們還以書(shū)本來(lái)打比方，軟鏈接是書(shū)本里的某一章節，不過(guò)這一章節什么內容都沒(méi)有，只有一行字“轉某某章某某頁(yè)”。

軟鏈接可以跨越文件系統指向另一個(gè)分區的文件，甚至可以跨越主機指向遠程主機的一個(gè)文件，也可以指向目錄。在ls -l輸出的文件列表中，第一個(gè)字段有“l(fā)”字樣者表示該文件是符號鏈接。

$ ls -l
total 0
lrwxrwxrwx 1 wjm wjm 11 Aug 10 00:51 hh -> /etc/passwd

我們看到，軟鏈接的權限為777，即所有權限都是開(kāi)放的，實(shí)際上你也無(wú)法使用chmod命令修改其權限，但是實(shí)際文件的保護權限仍然起作用。

另外，符號鏈接可以指向不存在的文件（可能是原來(lái)指向的文件被刪除了，或者指向的文件系統尚未掛載，或者最初建立該符號鏈接的時(shí)候就指向了一個(gè)不存在的文件等等），我們稱(chēng)這種狀態(tài)為“斷裂”（broken）。與之相對的是，硬鏈接是不能指向一個(gè)不存在的文件的。

使用鏈接有何好處？

我們在此總結使用鏈接文件的以下幾個(gè)的好處：

保持軟件的兼容性
例如，在RHEL6中我們看下面這條命令的輸出：

$ ls -l /bin/sh
lrwxrwxrwx. 1 root root 4 Jul 15 11:41 /bin/sh -> bash

我們看到，/bin/sh文件其實(shí)是一個(gè)指向/bin/bash的符號鏈接。為什么要這樣設計？因為幾乎所有的shell script的第一行都是下面這樣：

#!/bin/sh

“#！”符號表示該行指定該腳本所用的解釋器。#！/bin/sh表示使用Bourne Shell作為解釋器，這是一個(gè)早期的Shell。在現代的Linux發(fā)行版中通常采用Bourne Again Shell即bash，bash是對sh的改進(jìn)和增強，而早期的Bourne Shell在系統的中根本不存在。為了能夠順利的運行腳本而不必修改shell script，我們只需要創(chuàng )建一個(gè)軟鏈接/bin/sh讓其指向/bin/bash。如此一來(lái)，就可以讓bash來(lái)解釋原本針對Bourne Shell編寫(xiě)的腳本了。

方便軟件的使用
比如我們安裝了一個(gè)大型軟件Matlab，它可能默認安裝在/usr/opt/Matlab目錄下，它的可執行文件位置在/usr/opt/Matlab/bin目錄下，除非你在這個(gè)路徑加入到PATH環(huán)境變量里，否則每次運行這個(gè)軟件你都需要輸入一長(cháng)串的路徑很不方便。你還可以這樣做：

$ ln -s /usr/opt/Matlab/bin/matlab ~/bin/matlab

通過(guò)在你的~/bin下創(chuàng )建一個(gè)符號鏈接（~/bin系統默認已經(jīng)包含在PATH環(huán)境變量里的），今后在命令行下無(wú)需輸入完整路徑，只需輸入matlab即可。

維持舊的操作習慣
比如在SuSE中，啟動(dòng)腳本的位置是放在/etc/init.d目錄下，而在RedHat的發(fā)行版中，是放在/etc/init.d/rc.d目錄下。為了避免因為從SuSE轉換到RedHat系統而導致管理員找不到位置的情況，我們可以創(chuàng )建一個(gè)符號鏈接/etc/init.d使其指向/etc/init.d/rc.d即可。事實(shí)上，RedHat發(fā)行版也正是這樣做的：

$ ls -ld /etc/init.d/
lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Jul 15 11:41 init.d -> rc.d/init.d

方便系統管理
最讓人印象深刻的一個(gè)例子應該是/etc/rc.d/rcX.d目錄下的符號鏈接了（X為0~7數字）。

$ ls -l /etc/rc.d/
total 60
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 init.d
-rwxr-xr-x. 1 root root  2617 Nov 23  2013 rc
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc0.d
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc1.d
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc2.d
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc3.d
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc4.d
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc5.d
drwxr-xr-x. 2 root root  4096 Jul 15 16:36 rc6.d
-rwxr-xr-x. 1 root root   220 Nov 23  2013 rc.local
-rwxr-xr-x. 1 root root 19688 Nov 23  2013 rc.sysinit

在init.d/目錄下有許多用于啟動(dòng)、停止系統服務(wù)的腳本，如sshd、crond等。這些腳本可以接受一個(gè)參數，代表要啟動(dòng)（start）或停止（stop）服務(wù)。為了決定在某個(gè)運行級別運行哪些腳本及傳遞給這些腳本哪些參數，RedHat設計了一個(gè)額外的目錄機制，即rc0.d到rc6.d的7個(gè)目錄，每個(gè)目錄對應一個(gè)運行級別。如果在某運行級別下需要啟動(dòng)某服務(wù)或者需要停止某服務(wù)，就在對應的rcX.d目錄下建立一個(gè)符號鏈接，指向init.d/目錄下的腳本。如：

$ ls -l /etc/rc.d/rc3.d
total 0
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Jul 15 11:42 K10saslauthd -> ../init.d/saslauthd
lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Jul 15 11:42 K50netconsole -> ../init.d/netconsole
lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Jul 15 11:42 K87restorecond -> ../init.d/restorecond
lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Jul 15 11:42 K89rdisc -> ../init.d/rdisc
lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Jul 15 11:44 S02lvm2-monitor -> ../init.d/lvm2-monitor
lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Jul 15 11:42 S08ip6tables -> ../init.d/ip6tables
lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Jul 15 11:42 S08iptables -> ../init.d/iptables
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Jul 15 11:42 S10network -> ../init.d/network
lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Jul 15 11:44 S11auditd -> ../init.d/auditd
lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Jul 15 11:42 S12rsyslog -> ../init.d/rsyslog
... ....

這里列出了在運行級3下需要運行的服務(wù)腳本及對應的參數，其中符號鏈接的第一個(gè)字母S和K分別表示傳遞參數start和stop，后面跟著(zhù)的兩位數字表示腳本運行的先后順序。這樣一來(lái)，只要在rcX.d目錄下新增或者移除鏈接，就可以控制各個(gè)runlevel需要運行哪些服務(wù)腳本；而如果需要修改某個(gè)服務(wù)腳本，只需要編輯init.d/目錄下的文件（“本尊”），而它可以影響所有rcX.d目錄下的軟鏈接（“分身”）。這是多么簡(jiǎn)潔而巧妙的設計!