Linux文件存储之inode、硬链接、软链接

文件存储

文件存储在硬盘上，扇区（sector）是磁盘中最小的物理存储单位，通常情况下每个扇区的大小是512字节，但为了提高效率，操作系统在读取硬盘的时候往往是一次读取多个扇区（多个扇区组成块），所以块（block）是文件存取的最小单位；最常见的块的大小为4KB；

由于文件存储在块中，所以我们需要一些特殊的东西（inode）来索引这些块，同时也包含了文件的一些元信息，比如创建者、创建日期、创建时间等，这些特殊的东西称之为”索引节点”（inode）；可以通过命令：stat 文件名 来查看一个文件的inode信息；

其中Inode：1036334是该文件对应的inode的号码；其它信息在下文说明；
因为inode也要被存储也要消耗磁盘空间，所以在磁盘被格式化的时候，操作系统将其分为两个部分，一部分用于存储inode，一部分用于存储真正的数据；由于inode在格式化磁盘的时候就被设置，且数量有限，所以有可能出现inode被用完，磁盘仍有空间却不能创建文件的情况；可以通过命令：df -i 查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量；

其实操作系统查看一个文件并不是通过文件名来打开的，而是通过inode索引到对应的块来找到目标文件，那操作系统是如何找到这些inode的呢？每个inode都有一个对应的ID号。我们打开一个文件，在系统内部实际上分为三个步骤：（1）系统找到这个文件名对应的inode号码；（2）通过inode号码找到对应的inode，获取inode信息，判断权限等；（3）通过inode索引到对应的块，读数据；可以通过命令：ls -i 文件名 来查看一个文件对应的inode号码；

硬链接、软链接、inode、block的关系如下所示（软、硬链接在下文说明）：

硬链接和软链接

通常文件名和inode号码是一一对应的，但是Linux系统允许多个文件名指向同一个inode号码；比如我们新建文件file1，通过硬链接的方式新建file2，分别查看这两个文件的inode号码，会发现他们是一样的；那什么是硬链接？与之对应的软链接又是什么？

硬链接：

可以通过不同的文件名访问同样的内容（或是说同一个inode），对文件内容做修改，会在所有的文件名中体现出来（这更像是php中的引用传值），但是删除某一个文件名，并不会对其它的文件名产生影响，文件内容也不会被删除，只有当所有的文件名都被删除时，文件内容才会被删除，这种情况就叫做硬链接，即多个文件名索引同一个inode号码，通过 stat 文件名 可以查看某个文件对应的inode被多少个文件名链接，举例如下：

Links：2说明有两个文件名链接至该inode（1036334），这是因为我创建了文件file1，同时创建了该文件的一个硬链接file2（下文有具体的操作）；
创建硬链接举例如下：
新建文件file1：touch file1
创建硬链接file2：ln file1 file2
查看文件信息：ls -li

发现两个文件名对应的inode号码均为：1036334，链接到该inode的链接个数为2（-rw-rw-r–权限后的数字表示指向该inode号码的链接数）
删除file1：sudo rm file1
查看文件信息：ls -li

文件仍存在，且inode号码也未改变，链接到该inode的链接个数变为1；

软链接：

软链接（如下文file3）其实更像windows系统下的桌面快捷方式，它本身也是一个文件（有新的inode号码），只是它保存的不是文件内容（file1），而是软链接指向的文件名的地址（file1的地址），如果删除file3，对文件内容不产生影响，删除file1，会使file3失效；
创建软链接file3：ln -s file1 file3
查看文件：ls -li

链接到1036334inode的链接数仍然为2，说明file3并未链接到1036334
删除file3：sudo rm file3
查看文件：ls -li

并未对file1产生影响；
删除file1：sudo rm file1
查看文件：ls -li

发现file3已变红失效；