【Linux進階】文件系統8——硬鏈接和符號連接：ln

? ? 在Linux下面的鏈接文件有兩種，

一種是類似Windows的快捷方式功能的文件，可以讓你快速地鏈接到目標文件（或目錄)；
另一種則是通過文件系統的inode 鏈接來產生新文件名，而不是產生新文件，這種稱為硬鏈接（hard link），這兩種玩意兒是完全不一樣的東西，現在就分別來談談。

1.硬鏈接（Hard Link，硬式鏈接或實際鏈接）

我們知道幾件重要的信息，包括：

每個文件都會占用一個inode，文件內容由inode的記錄來指向；
想要讀取該文件，必須要經過目錄記錄的文件名來指向到正確的inode號碼才能讀取。

也就是說，其實文件名只與它所處的目錄有關，但是文件內容則與它自己的inode有關。

那么想一想，有沒有可能有多個文件名對應到同一個inode號碼？

有的，那就是硬鏈接的由來，所以簡單地說：硬鏈接只是在某個目錄下新增一條文件名鏈接到某inode號碼的關聯記錄而已。

由于linux下的文件是通過索引節點（Inode）來識別文件，硬鏈接可以認為是一個指針，指向文件索引節點的指針，系統并不為它重新分配inode。每添加一個一個硬鏈接，文件的鏈接數就加1。

我們看個例子?

#根目錄下創建文件夾hardlink，并且在hardlink內創建文件aa.txt

#查看其鏈接數為1，注意，此處鏈接數就是硬鏈接的次數

#創建硬鏈接

#往aa.txt文件中寫入一些內容

#發現aa.link中也同樣可以看到

#刪除aa.txt，aa.link依然可以正常查看內容，鏈接數 -1，inode不變

我們回過頭來看這個例子

你有沒有發現兩個文件名都鏈接到1048579這個inode號碼，所以你看看是不是所以您看看，是否文件的權限與屬性完全一樣？

因為這兩個文件名其實是一模一樣的文件，而且你也會發現第二個字段由原本的1變成2，那個字段稱為鏈接，這個字段的意義為：有多少個文件名鏈接到這個inode 號碼。如果將讀取到正確數據的方式畫成示意圖，就類似下圖:

上圖的意思是，你可以通過User1或User2或User3的目錄的inode指定的區塊找到兩個不同的文件名，而不管使用哪個文件名均可以指到那個 inode去讀取到最終數據。那這樣有什么好處？

最大的好處就是安全，如同上圖中，如果你將任何一個文件名刪除，其實inode與區塊都還是存在的。此時你可以通過另一個文件名來讀取到正確的文件數據。
此外，不論你使用哪個文件名來編輯，最終的結果都會寫入到相同的inode與區塊中，因此均能進行數據的修改。

一般來說，使用硬鏈接設置鏈接文件時，磁盤的空間與inode的數目都不會改變。

由圖中可以知道，硬鏈接只是在某個目錄下的區塊多寫入一個關聯數據而已，既不會增加inode 也不會消耗區塊數量。

我們接著上面那個例子來講

那這時候，就有個疑問了，如果鏈接數只剩下一個，再次刪除，會進行什么樣的操作呢？
?

實際上，

如果我們這時候再刪除aa.link這個文件，系統只會刪除掉inode table中aa.link指向的inode信息，和hardlink 目錄項中aa.link的相關信息。
然后會將aa.link inode指針（也就是硬鏈接）所指向的數據塊設置為空閑的狀態，告訴系統這些數據塊可以被再次使用。
而里面的內容卻不會被刪除，直到新的數據覆蓋為止！

????????這也就說明了，實際上 linux中被刪除的文件數據是可以被找回的，只要相應的數據塊沒有被再次覆蓋使用。

????????如果觀察的再細致一些，我們會發現，為什么hardlink這個文件夾在創建后就會有兩個鏈接數呢？

通過上述查看，我們可以看出，當進入hardlink目錄下后，默認會有個 .的隱藏目錄，而該目錄也就是當前目錄的意思，即hardlink目錄。所以才會有兩個鏈接數。

硬鏈接的制作中其實還是可能會改變系統的區塊，那就是當你新增這條數據卻剛好將目錄的區塊填滿時，就可能會新加一個區塊來記錄文件名關聯性，而導致磁盤空間的變化。不過，一般硬鏈接所用掉的關聯數據量很小，所以通常不會改變inode與磁盤空間的大小

1.1.硬鏈接的缺點

1、無法跨分區，跨設備創建硬鏈接

[root@localhost hardlink]# ln aa.link  /boot/
ln: failed to create hard link ‘/boot/aa.link’ => ‘aa.link’: Invalid cross-device link

因為每個分區都有自己獨立的inode體系，

假設A分區的文件在B分區做了一個硬鏈接，此時訪問B分區的此鏈接，按照我們想的是需要它訪問A分區的inode,進行數據查詢，但是它只會根據B分區的inode，在B數據塊中查找數據。

就相當于兩套獨立的數據庫，你不可能拿著A數據庫的某個主鍵去B數據庫搜索數據，是一樣的道理。

2、無法創建文件夾/目錄的硬鏈接

至于為何設置為無法創建文件夾，這里還是用反推來驗證。

假設可以創建文件夾的硬鏈接：ln? /hardlink? /test/dir.link。那么有個問題，首當其沖。?

hardlink目錄下的 . 是當前目錄的意思，此處代表hardlink，那dir.link中的 ‘.’是代表test目錄呢？還是 hardlink目錄呢？

其次，假設存在目錄 /A/B.link 和 /B/A.link。如果B.link是B目錄的硬鏈接，A.link是A目錄的硬鏈接。那A.link既然是/A的鏈接，那它里面肯定有B.link。同理B.link里面肯定有A.link。這樣依次循環 /A/B.link/A.link/B.link/A.link/…。就造成了死循環的現象。這也就是為什么不允許創建文件夾硬鏈接的原因了。

由于硬鏈接局限性比較多，所以工作中使用的不多。

2.符號鏈接（Symbolic Link，亦即是快捷方式）

相對于硬鏈接，符號鏈接可就好理解多了。

符號鏈接相當于我們 Windows 中的快捷方式，即如果你軟鏈接一個目錄，只是一個目錄的快捷方式到指定位置，操作系統找這個快捷方式會直接找到真實目錄下的文件。

基本上，符號鏈接就是建立一個獨立的文件，而這個文件會讓數據的讀取指向它鏈接的那個文件的文件名。

由于只是利用文件來做為指向的操作，所以，當源文件被刪除之后，符號鏈接的文件會【打不開了】，會一直說【無法打開某文件】，實際上就是找不到原始文件名而已。

創建軟鏈接

由上圖的結果我們可以知道兩個文件指向不同的inode號碼，當然就是兩個獨立的文件存在。

而且鏈接文件的重要內容就是它會寫上目標文件的文件名，你可以發現上表中鏈接文件的大小為6B。因為箭頭（-->）右邊的文件名【aa.txt】總共有6個字母，每個字母占用1個字節，所以文件大小就是12B了。

但是事實真的是這樣子嗎？它真的存是是文件名嗎？

事實上，軟連接記錄的是鏈接文件箭頭后面的路徑字符串大小

不信的話我們來驗證一下
這里我們寫入一些內容到aa.txt中?

再次查看，原文件大小發生了改變，而鏈接文件大小依舊沒變化。

這其實就是軟鏈接的特性之一，因為軟鏈接的inode指向的數據塊保存的是原文件的路徑，如果沒有路徑，是由文件名，默認會在軟鏈接所在路徑查找

再次舉例論證

ls.link大小正好是 /usr/bin/ls的路徑字符串大小?

軟鏈接的使用，如果觀察Centos7，會發現，既有使用相對路徑創建的軟鏈接，也有使用絕對路徑創建的軟鏈接。
而使用相對路徑創建軟鏈接，則有如下注意點：

上圖中，我們使用 ln -s …/aa.txt /tmp/aa.link在/tmp下創建了軟鏈接，卻發現，竟然提示報錯！找不到aa.txt。

????????因為/tmp/aa.link在指向…/aa.txt 的過程中。它會以自己的路徑為初始點去尋找aa.txt。即 /tmp/aa.link -> …/aa.txt，在系統看來，它會理解成。以aa.link所在路徑為起點，回到上一級目錄，去尋找aa.txt。很顯然沒有找到，所以報錯。

????????創建的軟連接，指向的文件，默認會以軟鏈接的路徑為主，去尋找指向的文件，所以創建時，請以軟鏈接的路徑作為起點路徑去寫原文件的相對路徑

????????那既然相對路徑創建這么麻煩，為什么還要使用這種方式呢？

因為使用相對路徑的話，遷移只要相對遷移，不會影響鏈接的使用，更加靈活。而絕對路徑的軟鏈接，則必須要求路徑的正確性。