浅析Linux下链接文件.doc

浅析Linux下的链接文件 　　【摘 要】Linux在其文件系统中引入了链接文件用于方便用户使用和系统管理。本文对Linux下的链接文件的实质、分类、用途进行了分析和综述 【关键词】Linux；链接文件 0 引言 链接文件在Linux的文件系统中扮演重要角色，而其背后又涉及到索引节点（index node，又称inode）这一概念。索引节点是Linux虚拟文件系统（VFS）的基本概念之一。通过剖析链接文件的实质，理解链接文件的分类与区别，可以让Linux的普通用户和管理员正确而有效的使用链接文件 1 几个基本概念 要理解Linux下链接文件的实质，需要先理解索引节点（inode）和目录项（dentry）这两个基本概念 在Linux文件系统中，一个文件除了纯数据本身之外，还必须包含有对这些纯数据的管理信息，如访问权限、文件的属主以及该文件的数据所对应的磁盘块等等，这些管理信息称之为元数据（mata data），保存在文件的inode节点之中。[1] 每个inode都有一个全文件系统唯一的inode号，操作系统内核正是通过inode号而非文件名来识别不同的文件。文件名仅仅是为了方便用户使用而已，内核是通过文件名找到inode，然后通过inode访问实际文件数据的 虽然每个文件对应了唯一的inode号，但inode号是杂乱而毫无意义的，不方面用户记忆和使用，用户希望对每个文件取一个有意义的文件名。现代文件系统提供的一个基本功能是按名存取，所以还需要建立文件名到inode号的对应，这就引出了目录项（directory entry即dentry）的概念。在Linux文件系统中有一类特殊的文件称为“目录”，目录就保存了该目录下所有文件的文件名到inode号的对应关系，这里的每个对应关系就称为一个dentry。而Linux把所有的文件和目录构建成了一个倒立的树状结构，这样，只要确定了根目录的inode号，就可以对整个文件系统进行按名存取了 2 链接文件的分类 Linux下的链接文件可以分为硬链接和软链接 硬链接的实质是现有文件在目录树中的另一个入口。也就是说，硬链接与原文件是分居于不同或相同目录下的的dentry而已，它们指向同一个inode，对应于相同的磁盘数据块（data block），具有相同的访问权限、属性等。[2]简而言之，硬链接其实就是给现有的文件起了一个别名。如果把文件系统比喻成一本书的话，硬链接就是在书本的目录中，有两个目录项指向了同一页码的同一章节 硬链接的优点是几乎不占磁盘空间（因为仅仅是增加了一个目录项而已），但是这一优点相对于软链接其实并不明显（因为软链接占用的磁盘空间也很少）。另外，硬链接有以下一些局限：1）不能跨文件系统创建硬链接。原因很简单，inode号只有在一个文件系统内才能保证是唯一的，如果跨越文件系统则inode号就可能重复。2）不能对目录创建硬链接。原因我在稍后解释。正因为硬链接的这些局限，加之软链接更加易于管理，所以软链接更加常用 软链接又称为符号链接（symbolic link），简写为“symlink”。与硬链接仅仅是一个目录项不同，软连接实质上本身也是个文件，不过这个文件的内容是另一个文件名的指针。当Linux访问软链接时，它会循着指针找出含有实际数据的目标文件。同样用书本来打个比方，软链接是书本里的某一章节，不过这一章节什么内容都没有，只有一行字“转某某章某某页” 3 两种链接文件的区别 软链接可以跨越文件系统指向另一个分区的文件，甚至可以跨越主机指向远程主机的一个文件，也可以指向目录。当创建了一个软链接文件后，它的权限为777，即所有权限都是开放的，实际上你也无法使用chmod命令修改其权限，但是实际文件的保护权限仍然起作用 软链接还可以指向不存在的文件（可能是原来指向的文件被删除了，或者指向的文件系统尚未挂载，或者最初建立该符号链接的时候就指向了一个不存在的文件等等），此时称这种状态为“断裂”（broken）。与之相对的是，硬链接是不能指向一个不存在的文件的 另外，在Linux上创建一个指向目录的软链接是允许的，但是却不能创建一个指向目录的硬链接。其实在UNIX操作系统的历史上，对目录创建硬链接曾经是允许的。但人们发现，这样做会出现很多问题，尤其是一些对目录树进行遍历操作的如fsck、find等命令无法正确执行。在《Unix高级环境编程》中提到作者Steven在自己的系统上做过实验，结果是：创建目录硬链接后，文件系统变得错误百出。因为这样做会破坏文件系统的树形结构，可能会使目录之间出现环 为什么软链接可以指向目录而硬链接不行呢？根本原因在于软链接实质上是一个文件，而硬链接实质上是一个目录项（dentry）。