文件的軟硬鏈接

本篇文章將重點講解文件系統中的一個重要的知識點：
即文件的軟硬鏈接。

軟鏈接

對于軟鏈接的講解，我們先來使用一個指令看看效果：ln -s 被軟鏈接的文件 鏈接的文件：

運行代碼：

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
#include <dirent.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main(int argc, char *argv[]) {if (argc != 2) {fprintf(stderr, "Usage: %s <directory>\n", argv[0]);exit(EXIT_FAILURE);}DIR *dir = opendir(argv[1]); // 系統調用，自行查閱if (!dir) {perror("opendir");exit(EXIT_FAILURE);}struct dirent *entry;while ((entry = readdir(dir)) != NULL) { //系統調用，自行查閱// Skip the "." and ".." directory entriesif (strcmp(entry->d_name, ".") == 0 || strcmp(entry->d_name, "..") == 0) {continue;}printf("Filename: %s, Inode: %lu\n", entry->d_name, (unsigned long)entry->d_ino);
}closedir(dir);return 0;
}

我們在當前目錄下，使用該指令，把當前目錄下的TestDir目錄進行軟鏈接，鏈接的名為DIR，我們打開查看當前目錄下的文件，發現多了一個文件叫做DIR。
而且，這個文件的類型標識符是l，表示是一個鏈接文件。
我們試著使用一下這個鏈接文件：

我們發現，是可以把這個DIR當作成可執行文件來用的，因為鏈接的就是一個可執行文件！

我們來看看被鏈接的文件和鏈接文件的區別：

我們會發現，軟鏈接文件DIR是有獨立的inode編號的！也就是說，它是一個獨立的文件！

硬鏈接

有軟鏈接，就有硬鏈接。
使用指令ln 被鏈接文件 鏈接文件即可完成對文件的硬鏈接：

硬鏈接文件是DIR_HARD。我們發現，這個文件和被鏈接文件的inode編號都是一樣的，都是666187，這說明：硬鏈接的文件本質上就不是一個獨立的文件！因為沒有獨立的inode編號！

軟硬鏈接對比

前面我們講解了軟硬鏈接的使用，也介紹了軟硬鏈接的一些特點，接下來，我們來對比一下：

首先，軟硬鏈接的本質區別就是：
軟鏈接的文件具有獨立的inode編號！所以是一個獨立的文件。而硬鏈接的文件不是。

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對于軟鏈接，它里面的內容是什么呢？
其實就是保存了被軟鏈接的文件的路徑！在別的地方進行軟鏈接，調用的時候通過這個保存的路徑來找到文件并且做相應操作。

這不就是Windows系統下的快捷方式嗎？

這個所謂的目標，其實就是運行該軟件的可執行程序！

因為這些可執行程序有可能會藏得很深，如果每次運行都要去找是很麻煩的。所以，就可以使用軟鏈接的方式，保存目標文件路徑。使用的時候就是通過這個路徑來使用。

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而硬鏈接，由于它沒有獨立的inode，所以硬鏈接的文件不是獨立的文件。那它是什么呢？
其實就是當前目錄下和被硬鏈接文件所處目錄下都添加了一份：inode和硬鏈接文件的名的映射關系罷了，只不過這個inode，是和被鏈接文件一樣的！

所以，這個行為本質上就是在給文件做副本。刪除文件時，通過引用計數來判斷當前inode使用的次數，來決定是否需要完全刪除文件。

所以，硬鏈接是可以用來做備份工作的！

軟硬鏈接應用

這里來講一個我們一直在用，但是卻不知道其中管理的內容。
即當前目錄.和上級目錄..

其實所謂的當前目錄.和上級目錄..就是目錄的硬鏈接罷了！
我們來驗證一下：

驗證當前目錄.：

驗證上級目錄..：

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經過驗證，確實發現，文件系統其實對當前目錄.和上級目錄..進行了硬鏈接操作。也就是說，保存了當前目錄下的內容和上級目錄的內容。

這也就是為什么我們使用當前目錄.和上級目錄..可以正常操作當前目錄和上級目錄了！效果和直接使用目錄名一致！

軟硬鏈接注意事項

但是，這里要說的是：
在Linux系統下，是不允許用戶對目錄進行硬鏈接的！

但是，當前目錄.和上級目錄..就是對目錄進行的硬鏈接。這是操作系統自動進行的！其余情況下，不允許用戶進行對目錄的硬鏈接。

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這里我們來稍微解釋一下：

其實是因為，系統中的文件搜索路徑是一個文件樹！如果對目錄進行硬鏈接的話，那么會導致形成路徑環！假設現在搜索某個文件，對搜到了一個硬鏈接的目錄。這時候就麻煩了，如果硬鏈接到根目錄，搜著搜著就回到了根目錄下去了。

這嚴重影響了操作系統對于文件的搜索效率！但是，操作系統對上級目錄和當前目錄進行硬鏈接，不也是形成路徑環嗎？
這不用擔心，這兩個硬鏈接文件名字非常特殊，判斷后做特殊處理即可。

操作系統選擇硬鏈接當前路徑和上級路徑，其實是為了用戶能夠操作起來更加方便！

總結

至此，到這里我們就把Ext2文件系統的絕大部分相關知識介紹完了。當然，Linux系統下還存在著多個文件系統，如Ex3，Ext4，xfs…
但是，對于Ext系列的文件系統來說，主要邏輯還是相通的，只是在個別地方的操作會有進行優化。其它的文件系統如果感興趣也可以上網查閱資料。