初识Linux · 软硬链接

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前言:

见见软硬链接

软硬链接的特征

软硬链接的用处


前言:

前文我们介绍了磁盘系统的理解,并且基于磁盘系统对文件系统的整体框架有了一个简单的理解,我们都是通过"想要见识没有打开的文件"这个话题引出来了以上的两个主题,紧随其后的,是软硬链接部分,对于软硬链接部分,我们仍然从是什么 为什么 怎么做来了解这部分的知识点。

那么,进入主题吧!


见见软硬链接

我们通过指令:

ln -s file_target.txt file_soft.link

生成一个链接文件,链接文件指向的是file_target.txt。那么这个链接是软链接还是硬链接我们先不管。

创建好了链接之后,我们往文本里面写入一段Hello world。写入成功之后,我们cat两个文件,发现两个文件都可以打开。

此时我们执行指令ll:

可以发现file_soft.link是指向了file_target.txt文件的,那么当我们删除了file_target.txt之后:

可以发现file_soft.link这一行就变红了,此时我们尝试打印:

就报错了,说是没有这个文件。

那么我们重复刚才的操作,重新创建一个文件,并用-s选项链接一下:

那么我们试试用上篇文章的知识-inode?

发现它们的inode不是一样的,所以它们是两个独立的文件,而file_soft.link指向的是文件file_target.txt,当文件file_target.txt删除之后,指向失效了,所以bash进程报错。

以上通过选项-s我们可以知道,其实ln -s选项创造的链接就是软连接,因为柔软的英文是soft呗。以上是软连接。

那么我们不妨简单看看硬链接:

我们不带s选项,形成的就是硬链接,所以ln默认形成的是硬链接,此时打印是和软连接一样的:

那么同理,我们先ll一下:

惊奇的发现,inode居然是一样的?

并且发现权限后面的数字还和软连接有点不一样?

那么以上的种种发现,我们进入第二阶段。


软硬链接的特征

我们先聊聊软链接,其实通过上文的介绍,我们已经了解了软连接的部分特性。

软链接本身是独立的文件,如果删除了链接指向的文件,链接属性就失效了,而我们在windows系统上也能得到类似的结果,其实就是windows里面的快捷方式:

像这样,我们点开对应的快捷方式,里面对应的目标,就是属性对应的文件位置,这其实就是一种软链接,而软链接这个文件的内容就是目标位置的路径的字符串。

接下来我们谈谈硬链接:

首先第一个点,硬链接是一个独立的文件吗?

那肯定不是了,因为硬链接不具有独立的inode number,因为它的inode number是来源于file_target.txt的,这是硬链接的第一个特征。

第二个点,后面的数字1 2是什么意思?我们不妨先尝试删除目标文件试试:

删除了之后,我们发现还是可以正常的打印,然后我们重新ll -i一下:

可以发现权限后面的数字已经变成了1,那么我们结合C++11部分的智能指针部分,我们也能大差不差的联想到似乎是引用计数?

答案就是的!这个数字代表的是硬链接数,相当于硬链接数减到0,才会在内核里面free掉struct file对象。

那么,什么是硬链接呢?

硬链接就是在指定目录下,创建新的文件名和inode number的映射关系!!

但是这样我们理解并不深刻,既然Linux中一切皆文件,那么我们想看看目录这个文件对应的硬链接呢?

我们惊奇的发现,test_link的硬链接数居然是2?

凭什么?我们创建这个目录以来,就没有创建过链接啊!!

那么我们看看该目录里面有什么呢?

你看这个. 我们在最开始学习目录的时候,就知道了这个.是用来表示当前目录的!!那么既然是指向的当前目录,那么这是不是一种硬链接呢?当然是的!!

所以目录的默认硬链接数是2。


软硬链接的用处

讨论软硬链接的用处之前,我们需要讨论一个问题:

我们可以有几种方式找到一个文件?

以我们目前学的点来看,目前是两种:

第一是通过路径,第二就是直接找到该文件对应的inode。

那么对于软链接来说,软链接使用的方式就是第一种,直接通过路径,因为软链接这个文件里面的内容就是目标路径的字符串,所以一般对于软链接来说,大小都是1.

那么对于硬链接来说,硬链接使用的方式就是直接找到文件对应的inode,因为硬链接本身就不是一个独立的文件,拥有的inode都是已经创建好的。

那么上文提到,硬链接就是文件备份,并且我们知道了目录默认是有两个硬链接的,一个是目录本身,一个是目录里面的. 指向的就是当前目录,可是我们还知道硬链接里面还有..

对于..来说,我们知道的是它指向的是上级目录,所以:

因为我们在目录里面创建了的还是目录,所以..指向的就是上级目录,即test_link的硬链接数就是3.

所以我们要得到一个目录里面有多少个目录,我们可以直接用该目录的硬链接数 - 2.

那么我们是否可以给目录创建一个硬链接呢?

这是不行的,但是软链接是可以的。

但是为什么不能给目录创建硬链接呢?

这是为了防止形成路径闭环

如果在 /home/user 下创建一个硬链接指向 /home/user,那么通过这个硬链接就可以返回到这个目录,在遍历文件系统时就会形成无限循环。

假设一条路径是/d1/d2/d3/hard-link,对d2创建硬链接hard-link,这会导致用户构建了一个环路路径的问题,如果输入指令find /d1/d2/ -name test.c,在d2目录里找test.c文件,指定在d2目录去找,假设递归式的找,他找到了d3里面的hard-link又把它倒到d2,这个时候他就出现了环路问题,导致出不来了,问题就解决不了了。

对于链接部分,介绍到了这里。

那么此时,你对 ./a.out的理解是否加深了呢?


感谢阅读!

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