Linux文件系统：从inode理解软链接与硬链接

什么是inode？

在Linux磁盘存储文件系统中，我们以块划分磁盘为两部分：超级块(superblock)和数据块（data block）；同时划分单文件为用户数据（user data）和元数据（meta data）两个部分。

用户数据记录的是文件的真实内容。比如你的血液、骨骼和各器官等等。
元数据这是附加于文件的属性信息。比如身高、体重、血型和年龄等等。通常包含了文件的大小、访问模式、归属（主和组）、权限、时间戳等等。

为了快速查找分别存储于超级块和数据块的文件，我们引进了索引节点inode（index node）。我们可以理解为元数据+数据块指针=inode。每个inode大小固定为128bytes，每个文件占用一个inode。但是有一个问题，需要记录的文件属性特别多，而且一个文件可能有很多很多block，而inode又太小（记录一个block要用4byte），怎么办？linux的解决办法是：将inode记录block号码的区域定义为12个直接、一个间接、一个双间接与一个三间接记录区。总共可记录的block数量为：12+256+256*256+256*256*256（K)=16G这只符合block大小为1K时的情况。

为了方便理解，我绘制的示例如下图：

Linux是如何查找文件的？

文件的文件名是不包含在inode结构里的，用户通过文件名来引用一个文件，文件名只是为了方便用户识别文件的。

每个inode都有一个编号，我们称为索引编号（inumber），两者虽然极为相似，并且互相关联，但他们却是两个不同的概念。 inode 指的是数据结构；而inumber实际上是 inode 的标识编号，因此也称其为 inode 编号 或者索引编号。索引编号只是文件相关信息中一项重要的内容。Linux的内核内存是通过索引编号定位inode，再从inode里的指针，定位到data block，从而找到文件的。

值得注意的是，目录也是文件，不过目录的 data block 里的数据是目录下的文件名（子目录）和它的inode 号之间的映射构成的。

现在我们通过示图来展示 Linux 查找文件

1.假设有文件目录结构如下图：

系统需要查找/testdir/A/b.txt文件，查找过程是

linux如何创建、删除、移动文件？

创建

当我们直接创建（或通过复制创建）一个普通文件/PATH/file时，系统会分配一个空闲的inode，在inode表中生成inumber，同时父目录/PATH的data block里添加file《═》inumber。这样一个新文件创建成功了。

rm删除

链接数递减，从而释放的inode 号可以被重用，

把数据块放在空闲列表中

删除父目录里的映射项

数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块

时将被覆盖。

mv移动

1. 如果mv 命令的目标和源在相同的文件系统，作为mv 命令

用新的文件名创建对应新的目录项

删除旧目录条目对应的旧的文件名

不影响inode 表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！

2. 如果目标和源在一个不同的文件系统，由于inode不能跨文件系统，所以mv 需要在目标文件系统中执行相当于cp 和rm。

软链接和硬链接

为解决文件的共享使用，Linux 系统引入了两种链接：硬链接 (hard link) 与软链接（又称符号链接，即 soft link 或 symbolic link）。链接为 Linux 系统解决了文件的共享使用，还带来了隐藏文件路径、增加权限安全及节省存储等好处。若一个 inode 号对应多个文件名，则称这些文件为硬链接。换言之，硬链接就是同一个文件使用了多个别名hard link 就是 file 的一个别名，他们有共同的 inode）。硬链接可由命令 link 或 ln 创建。如下是对文件 oldfile 创建硬链接。

硬链接：