帶你搞懂linux硬連結和軟連結（圖文詳解）

這篇文章為大家帶來了關於Linux中硬連結和軟連結的相關知識，其中還有inode的相關問題，希望對大家有幫助。

前言

最近前端套件管理器pnpm真的是太火了，大量的文章分析了pnpm的原理。了解之後，發現pnpm整個架構都是基於硬連結和軟連結組織的，但我對這兩個概念比較模糊，所以想研究一下。

眾所周知，Unix/Linux系統中一切皆檔案。可見，檔案在Linux系統中非常重要。我們平常比較直觀的對於文件的感受肯定是文件名和文件內容。但在Linux的檔案系統中，除了檔案名稱和檔案內容，還有一個很重要的概念，就是inode。

inode

維基百科這樣描述inode：

The inode (index node) is a data structure in a Unix -style file 系統。 ), as well as owner and permission data.

A directory is a list of inodes with their assigned names. The list includes an entry for itself, its parent, and each of its children.

children.

#意思是：inode是類別Unix檔案系統中用來描述檔案系統物件（例如檔案或資料夾）的一種資料結構。它儲存著檔案的各種屬性（最近一次inode變動的時間、最近一次存取的時間、最近一次修改的時間等元信息，以及權限資訊等）。資料夾是一組inode，包括自身的入口、父節點的入口以及所有子節點。

其實，inode包含的內容不只上面這些，具體有：

• 檔案的位元組數

##」檔的User ID
檔案的Group ID
#檔案的讀取、寫入、執行權限

• ##時間戳：ctime，inode上一次變動的時間；mtime，文件內容上一次變動的時間；atime，文件上一次開啟的時間

• 連結數，即有多少文件名指向這個inode

• 檔案資料block的位置

• #Linux所使用的ext2/ext3檔案系統中，不同類型的資料存放在不同的區域。 inode組成的inode table存放在一個位置，檔案資料塊則存在另外一個位置。

inode不包含檔案名，檔案名稱存放在資料夾資訊的結構體裡。檔案名稱相當於inode的別名，方便我們管理和記憶。 Linux系統對檔案的操作都是透過inode做到的，當我們修改檔案時，系統從資料夾的資訊結構體裡找到檔案名稱對應的inode，再透過儲存在inode中的檔案資料block位址找到對應的硬碟位置進行讀寫操作。

硬連結

一般來說，inode與檔案名稱、檔案資料是一對一的關係，但我們可以透過shell指令讓多個檔案名稱指向同一個inode，這種就是硬連結（hard link）。

使用ln 指令可以建立硬鏈接，如

ln test.txt test_hard.txt

對應nodejs的fs.link方法。

在建立硬連結前，test.txt可以這樣表示：

#建立硬連結後：

可以看到，test_hard.txt的inode跟來源檔test.txt使用的是同一個，只是現在連結數變成2了。

我們可以執行ls -li查看一下。

第一列是inode number，可以看到都是13029546，所以兩個檔案使用的是同一個inode。第二列是權限訊息，第四列是擁有者，第六列是檔案內容大小。可以看到，除了檔案名稱不一樣之外，硬連結建立的檔案跟來源檔案的所有元資訊完全一樣。第三列表示連結數，可以看到，目前連結數為2。

由於硬連結檔案和來源檔案使用同一個inode，並指向同一塊檔案數據，除檔案名稱之外的所有資訊都是一樣的。所以這兩份文件是等價的，可以說是互為硬連結檔。修改任一文件，可以看到另外一個文件的內容也會同步改變。

软链接

准确来说叫符号链接（symbolic link），一般又叫软链接（soft link）。与硬链接共用一个inode不同，软链接会创建新的inode，并指向源文件。可以理解软链接就是windows系统中的桌面快捷方式。

创建软链接的命令和硬链接很像，多了-s参数：ln -s ：

ln -s test.txt test_symbolic.txt

对应的nodejs的fs.symlink方法。

创建软链接之后：

源文件inode的链接数还是1，创建了新的inode，软链接指向源文件。

执行ls -li看一下：

可以看到，软链接的inode number跟源文件的不一样，权限一列开头为小写L，表示软链，链接数为1，大小为8个字节。没错，软链文件也有大小，不过一般很小，毕竟只是一个快捷方式。

对比

文件重命名或文件移动

文件重命名和文件移动对于Linux系统来说都是文件绝对路径的更改。对硬链接来说，文件重命名或文件移动不会改变链接指向，而对软链接来说，文件重命名或文件移动则使链接断开，这时通过软链接修改文件内容时会重新创建一个新的inode，跟原文件名和文件数据块关联。

文件删除

rm命令或者nodejs的unlink其实是将inode的链接数减1。对于前文的硬链接，删除test_hard.txt使得inode1的链接数变成1，当链接数变成0时，系统就会释放掉这个inode，之后再创建的新文件就可以使用该inode的inode number了。这时没有inode指向文件数据block，所以文件找不到了。但实际上文件数据还存在硬盘中，所以经常能看到网上有一些帮助恢复误删的文件的工具。软链接inode链接数为1，删除软链接则系统释放该inode。

链接文件和文件夹

软链接可以链接文件和文件夹，但硬链接只能链接文件。

不同文件系统创建链接

软链接可以跨不同的文件系统创建，但是硬链接不行，因为硬链接是共用一个inode，而不同的文件系统有不同的inode table。

应用场景

硬链接

• 文件备份：为了防止重要的文件被误删，文件备份是一种好的办法，但拷贝文件会带来磁盘空间的消耗。硬链接能不占用磁盘空间实现文件备份。

• 文件共享：多人共同维护同一份文件时，可以通过硬链接的方式，在私人目录里创建硬链接，每个人的修改都能同步到源文件，但又避免某个人误删就丢掉了文件的问题。

• 文件分类：不同的文件资源需要分类，比如某个电影即是的分类是外国、悬疑，那我们可以在外国的文件夹和悬疑的文件夹里分别创建硬链接，这样可以避免重复拷贝电影浪费磁盘空间。有人可能说，使用软链接不也可以吗？是的，但不太好。因为一旦源文件移动位置或者重命名，软链接就失效了。

软链接

• 快捷方式：对于路径很深的文件，查找起来不太方便。利用软链接在桌面创建快捷方式，可以迅速打开并编辑文件。

• 灵活切换程序版本：对于机器上同时存在多个版本的程序，可以通过更改软链接的指向，从而迅速切换程序版本。这里提到了python版本的切换可以这么做。

• 动态库版本管理：不是很懂，具体可以看这里。

总结

Linux系统通过inode管理文件，inode存储着文件字节数、文件权限、链接数、数据block位置等信息。

硬链接与源文件共用inode，除了文件名不同，其他与源文件一样。不能对文件夹创建硬链接，不能对不同的文件系统的文件创建硬链接。

软链接类似于windows的快捷方式，有独立的inode。可以对文件夹或不同文件系统的文件创建软链接。

硬链接和软链接修改文件内容都会同步到源文件，因为本质上它们都是指向源文件的数据block。

相关推荐：《Linux视频教程》

以上是帶你搞懂linux硬連結和軟連結（圖文詳解）的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！