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深入了解Linux軟鏈接和硬鏈接

在linux系統(tǒng)中,硬鏈接(hard link)和軟鏈接(symbolic link)是兩個非常重要的概念,而很多朋友在學習的時候,通常不容易區(qū)分這兩個概念,本篇文章為大家詳細講解一下Linux軟鏈接和硬鏈接的區(qū)別。

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Linux 系統(tǒng)中,一切都是文件,然而為了區(qū)分不同類型的事物,我們有了:

  • 普通文件
  • 目錄文件
  • 鏈接文件
  • 設備文件

在之前的文章《阿里面試題 | Nginx 所使用的 epoll 模型是什么?》中我們討論了文件描述符的概念:

文件描述符(file descriptor)是內(nèi)核為了高效管理已被打開的文件所創(chuàng)建的索引,其值是一個非負整數(shù)(通常是小整數(shù)),用于指代被打開的文件,所有執(zhí)行 I/O 操作的系統(tǒng)調(diào)用都通過文件描述符。

對于 Linux 有一些使用的用戶來說,會有類似如下的寫法:

g++ lots_of_errors 2>&1 | head

其中 2>&1 中的2 就是表示的「標準錯誤」,1 就是「標準輸出」,中間的 & 表示后面跟的數(shù)字是文件描述符而不是一個文件(不然所有的「標準錯誤」就都重定向到了一個名為 1 的文件中了)。

本文將針對另一個面試重點進行展開闡述:

說說看 Linux 下有哪幾種鏈接?軟鏈接和硬鏈接?它們之間的區(qū)別是什么呢?

Linux 下的鏈接

作為的一個 Linux 的使用者,Linux 系統(tǒng)下提供 ln 指令來進行文件鏈接,我們一定見過類似如下指令:

此時如果 ls 查看當前目錄下的文件的話,會發(fā)現(xiàn):

那么這個 foo.txt 究竟是個什么呢?

這個就是一個文件鏈接,文件鏈接主要分為硬鏈接和軟鏈接,通過查看 ln –help,可以看到一些重要的內(nèi)容:

ln 指令默認創(chuàng)建的是硬鏈接,如果加入了 -s 參數(shù),則會生成一個軟鏈接。

硬鏈接

先來看看 ln 默認創(chuàng)建的硬鏈接,由于 Linux 下的文件是通過索引節(jié)點(Inode)來識別文件,在 Linux 的文件系統(tǒng)中,保存在磁盤分區(qū)中的文件不管是什么類型都給它分配一個編號,稱為索引節(jié)點號(Inode Number)。

在 Linux 中,多個文件名指向同一索引節(jié)點是存在的,所以硬連接指通過索引節(jié)點來進行的連接,即每一個硬鏈接都是一個指向?qū)獏^(qū)域的文件。

我們這里創(chuàng)建一個文件 foo.txt 然后建立一個它的硬鏈接看看:

前面的 6817859是文件的 inode,可以簡單把它想成 C 語言中的指針,它指向了物理硬盤的一個區(qū)塊,事實上文件系統(tǒng)會維護一個引用計數(shù),只要有文件指向這個區(qū)塊,它就不會從硬盤上消失,這里我們會發(fā)現(xiàn),這兩個文件擁有相同的 inode,通過查看文件內(nèi)容也會發(fā)現(xiàn)是同一個文件:

硬鏈接的作用是允許一個文件擁有多個有效路徑名,這樣用戶就可以建立硬鏈接到重要文件,以防止“誤刪”的功能,由于對應該目錄的索引節(jié)點有一個以上的連接,假設我們刪除了原始的 foo.txt 文件:

此時文件的內(nèi)容依然存在,所以只刪除一個連接并不影響索引節(jié)點本身和其它的連接,只有當最后一個鏈接被刪除后,文件的數(shù)據(jù)塊及目錄的連接才會被釋放,也就是說,文件才會被真正刪除。

軟鏈接

軟鏈接又叫符號鏈接,這個文件包含了另一個文件的路徑名,例如在上圖中,foo.txt 就是 bar.txt 的軟連接,bar.txt 是實際的文件,foo.txt 包含的是對于 bar.txt 的 inode 的記錄。

軟連接可以是任意文件或目錄,可以鏈接不同文件系統(tǒng)的文件,在對符號文件進行讀或?qū)懖僮鞯臅r候,系統(tǒng)會自動把該操作轉(zhuǎn)換為對源文件的操作,但刪除鏈接文件時,系統(tǒng)僅僅刪除鏈接文件,而不刪除源文件本身,這一點類似于 Windows 操作系統(tǒng)下的快捷方式。

軟鏈接和硬鏈接的區(qū)別

在有了上面的知識后我們就可以簡要地回答面試中的問題了:

軟鏈接和硬鏈接的區(qū)別是什么?

我們來總結(jié)一下:

在掌握了鏈接方面的知識之后,還有以下相關面試題也可以一起準備起來:

  • Linux 文件系統(tǒng)有哪些
  • Linux 有哪些文件類型
  • 用戶進程間通信主要哪幾種方式
  • 中斷與系統(tǒng)調(diào)用的概念

文章題目:深入了解Linux軟鏈接和硬鏈接
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