Linux的硬链接和软连接(符号链接)的区别

本文深入解析Linux系统中的硬链接和软链接原理,阐述它们在文件系统中的作用与差异,包括inode的作用、链接数的影响以及跨文件系统限制。

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一、引言

1.什么是目录?

Linux 文件系统是树状结构的。根目录下存在一系列子目录。目录里边有文件或者子目录。 但问题在于:

目录是什么?
文件又是什么?
文件是:数据 + 属性(比如名字、创建时间、所有者之类)
目录是:一个列表,列表中的每一项是:inode –> filename

Linux 文件系统把硬盘分为三个部分:超级块、inode 列表、数据区

inode 指示:该文件的数据存放在数据区的哪些块内。因为这个“映射”关系不能变更,因此,inode 相当于代表着文件本身。(值得注意的是,文件名与文件本身不是直接映射起来的,中间隔着 inode)

首先要弄清楚,在Linux系统中,内核为每一个新创建的文件分配一个Inode(索引结点),每个文件都有一个惟一的inode号。文件属性保存在索引结点里,在访问文件时,索引结点被复制到内存,从而实现文件的快速访问。

链接是一种在共享文件和访问它的用户的若干目录项之间建立联系的一种方法。

Linux中包括两种链接:硬链接(Hard Link)和软链接(Soft Link),软链接又称为符号链接(Symbolic link)。

二、硬链接

硬链接说白了是一个指针,指向文件索引节点,系统并不为它重新分配inode。可以用:ln命令来建立硬链接。

当我们创建了一个文件的硬链接时,硬链接会使用和文件相同的inode号,此时我们发现,原来的文件的inode连接数由最初的1变为了2,实际上硬链接和文件使用了相同的inode,只不过是inode连接数增加了,删除文件不会影响硬链接,硬链接的inode数会从2变为1,如下所示:

在这里插入图片描述

只有将所有指向文件内容的指针,也即链接数减为0时,内核才会把文件内容从磁盘上删除。另外,硬链接,只能应用于文件,而不能应用于目录,而且不能跨文件系统(即分区)。

尽管硬链接节省空间,也是Linux系统整合文件系统的传统方式,但是存在一下不足之处:(1)不可以在不同文件系统的文件间建立链接(2)只有超级用户才可以为目录创建硬链接。

三、软连接(符号链接)

符号链接是对一个文件的间接指针。硬链接直接指向文件的i节点。

软链接克服了硬链接的不足,没有任何文件系统的限制,任何用户可以创建指向目录的符号链接。因而现在更为广泛使用,它具有更大的灵活性,甚至可以跨越不同机器、不同网络对文件进行链接。建立软链接,只要在ln后面加上选项 –s。

在创建文件的软链接时,软链接会使用一个新的inode,所以软链接的inode号和文件的inode号不同,软链接的inode里存放着指向文件的路径,删除文件,软链接也无法使用了,因为文件的路径不存在了;当我们再次创建这个文件时(文件名与之前的相同),软链接又会重新指向这个文件(inode号与之前的不同了),而硬链接不会受其影响,如下所示:

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

当然软链接也有硬链接没有的缺点,因为链接文件包含有原文件的路径信息,所以当原文件从一个目录下移到其他目录中,再访问链接文件,系统就找不到了,而硬链接就没有这个缺陷,你想怎么移就怎么移;还有它要系统分配额外的空间用于建立新的索引节点和保存原文件的路径。

四、区别

挂载点

只能在同种存储媒体上的文件之间创建硬链接(Hard Link),不能在不同挂载点下的文件间创建硬链接,对于后一种情况,可以使用软链接;(区分不同挂载点与同一挂载点不同目录)

目录

软连接就相当于 win 中的快捷方式即如果软链接一个目录只是一个目录的快捷方式到指定位置,操作系统找这个快捷方式会直接找到真实目录下的文件。但是硬链接的话,相当于镜像的方式,创建一个目录的硬链接之后,操作系统需要把这个目录下所有的文件都要做一次硬链接(复制一份过去),这样操作系统在访问这个链接的时候要不断去遍历,大大增加复杂度,而且很容易进入死循环。

硬链接不能对目录创建受限于文件系统的设计。Linux 文件系统中的目录均隐藏了两个特殊的目录,当前目录和父目录。其实是两个硬链接,若系统运行对目录创建硬链接,则会产生目录环。

小结

总结一下,可以看出,硬链接原文件&链接文件公用一个inode号,说明他们是同一个文件,而软链接原文件&链接文件拥有不同的inode号,表明他们是两个不同的文件;在文件属性上软链接明确写出了是链接文件,而硬链接没有写出来,因为在本质上硬链接文件和原文件是完全平等关系,就像文件被复制了一份一样;链接数目是不一样的,软链接的链接数目不会增加,硬链接会相应的加一;文件大小是不一样的,硬链接文件显示的大小是跟原文件是一样的,而这里软链接显示的大小与原文件就不同了。

<think>好的,我现在需要回答用户关于Linux硬链接链接区别及使用场景的问题。首先,我得回忆一下自己之前学过的相关知识,确保正确性。然后根据用户提供的引用内容来组织答案,同时遵循系统级指令中的格式要求。 首先,硬链接链接的基本概念。硬链接是直接指向inode的链接,而链接是一个独立的文件,存储的是目标文件的路径。根据引用[1]引用[2],硬链接链接的定义不同,实现机制也不同。需要指出硬链接与源文件共享inode,而链接有自己的inode,内容为目标路径。 接下来是区别部分。根据引用[3]引用[4],区别包括删除源文件后的影响、能否跨文件系统、链接对象类型(文件或目录)、权限是否独立等。需要分点列出这些区别,比如删除源文件后硬链接仍然有效,而链接失效;硬链接不能跨文件系统,链接可以;硬链接只能链接文件,链接可以链接目录等。 然后是关于使用场景。引用[3]提到硬链接适合防止误删,而链接适合快捷方式跨文件系统。需要举例说明,比如备份重要文件用硬链接件版本管理用链接等。 另外,要确保使用正确的LaTeX格式,行内公式用$...$,独立公式用$$...$$。不过这个问题可能涉及的技术术语较多,可能不需要太多数学公式,但如果有提到inode编号之类的,可以用行内格式,例如inode编号为$123$的情况。 生成相关问题部分,需要根据内容提出三个相关问题,可能涉及如何创建链接、实际应用案例、优缺点比较等。 最后,检查引用标记是否正确添加,每个引用末尾自然标注[^n],并且引用内容与用户提供的参考一致。比如在提到删除源文件影响时,引用[3][4],在inode部分引用[4]。 可能需要注意的几点:确保每个引用标记准确对应,不要混淆引用编号。同时,回答结构要清晰,分点说明区别场景,避免信息混乱。另外,按照用户要求,使用中文回答,保持口语化,但避免使用Markdown格式,除了必要的代码块引用标记。 现在开始组织内容,先概述定义,再分点列出区别,接着使用场景,最后相关问题。确保每个部分都参考了正确的引用,并在适当的位置添加引用标识。</think>### Linux硬链接链接区别及使用场景 #### 一、基本定义 1. **硬链接** 硬链接是通过文件系统的`inode`直接关联的链接。多个硬链接共享同一个`inode`编号,本质上是同一文件的多个路径名。例如,若文件`A`的`inode`为$123$,其硬链接`B`也会指向`inode$123$`[^4]。 2. **链接符号链接)** 链接是一个独立的文件,其内容存储的是目标文件的路径。例如,链接`C`指向文件`A`时,`C`的`inode`与`A`不同,仅保存`A`的路径信息[^1][^2]。 #### 二、核心区别 1. **删除源文件的影响** - 硬链接:删除源文件后,硬链接仍可正常访问,因为`inode`的引用计数会减少,仅当计数归零时数据才会被清除[^3][^4]。 - 链接:删除源文件后,链接失效(成为“悬空链接”)[^3]。 2. **跨文件系统支持** - 硬链接:仅支持同一文件系统内创建[^3]。 - 链接:支持跨文件系统,可指向其他磁盘或分区的文件[^3]。 3. **链接对象类型** - 硬链接:仅能链接到文件,不可链接目录[^3]。 - 链接:可链接文件目录(即使目标不存在)[^3]。 4. **文件权限与属性** - 硬链接:权限与源文件完全一致,修改任一链接的权限会同步到其他链接[^3][^4]。 - 链接:拥有独立的权限属性,通常显示为`lrwxrwxrwx`(实际权限由目标文件决定)[^3]。 5. **存储开销** - 硬链接:仅增加`inode`的引用计数,不占用额外磁盘空间[^4]。 - 链接:作为独立文件,需占用少量空间存储目标路径[^1]。 #### 三、使用场景 1. **硬链接适用场景** - **防止误删**:通过多路径保护重要文件(如备份),删除任一链接不影响其他访问[^4]。 - **节省空间**:多个用户需要共享同一文件时,避免重复存储[^3]。 2. **链接适用场景** - **快捷方式**:为长路径文件创建易访问的别名,例如`/usr/bin/python3`链接到具体版本路径[^3]。 - **动态切换**:件版本管理中,通过修改链接指向不同版本(如`node`指向`node-v18`或`node-v20`)[^3]。 - **跨文件系统引用**:如将日志文件从系统盘链接到数据盘[^3]。 #### 四、操作示例 1. **创建硬链接** ```bash ln source.txt hardlink.txt ``` 2. **创建链接** ```bash ln -s source.txt softlink.txt ```
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