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节选自南大蒋炎岩老师操作系统网络课程笔记#xff1a;(2021) 24 [持久化] 文件系统API
硬#xff08;hard#xff09;链接
UNIX文件指针
在UNIX中#xff0c;文件和目录完全不是同一个概念#xff0c;虽然我们平时看着它们仿佛并列地躺在某个…Linux中的硬链接和软链接
节选自南大蒋炎岩老师操作系统网络课程笔记(2021) 24 [持久化] 文件系统API
硬hard链接
UNIX文件指针
在UNIX中文件和目录完全不是同一个概念虽然我们平时看着它们仿佛并列地躺在某个文件夹下。但实际上目录是树状结构组织的而文件却是每个目录指向某个文件的指针。并且每个文件都有一个编号可能会有多个目录下的多个指针都指向同一个编号的文件。它们虽然存在于不同的目录下甚至名称也不同但是同一个编号的文件是完全相同的修改也是同步的。如下图所示 我们可以做这样的测试
创建测试目录并在其中的a.txt写入Hello World
mkdir test cd test touch a.txt
vim a.txt # 写入 Hello World创建a.txt的硬链接b.txt
ln a.txt b.txt我们查看两个文件的内容输出显示都是同样的Hello World
cat *.txt
# 输出
# Hello World!
# Hello World!这时我们修改b.txt的内容为Hello World! Changed~再查看两个文件的内容
vim b.txt # 更改为 Hello World! Changed~
cat *.txt
# 输出
# Hello World! Changed~
# Hello World! Changed~结果两个文件都被修改了这就是硬链接我们可以通过-i参数查看文件的编号
ls -i
# 输出
# 8593746 a.txt 8593746 b.txt可以看到两个文件其实是同一个编号的文件的不同链接。即硬链接的图示如下
硬链接
注意
目录中仅存储指向文件数据的指针允许一个文件被多个目录引用不能链接目录 ❌不能跨文件系统 ❌
小知识其实所有的文件都是硬连接 (ls -i 查看)
删除的系统调用称为 “unlink” (引用计数)
应用场景
可以给文件起别名同步省空间。
需求系统中可能有同一个运行库的多个版本
libc-2.27.so, libc-2.26.so, …还需要一个 “当前版本的 libc” 程序需要链接 “libc.so.6”能否避免文件的一份拷贝
软symbolic链接
软链接在文件里存储一个 “跳转提示”相当于”快捷方式“。
软链接也是一个文件 当引用这个文件时去找另一个文件另一个文件的绝对/相对路径以文本形式存储在文件里可以跨文件系统、可以链接目录、……好处多多甚至符号链接可以指向一个暂时不存在的文件或目录只要这个不存在文件或目录将来某天存在了这个符号链接就会生效
ln -s 创建软链接用的是symlink 系统调用。现在系统中/lib下的共享库通常都是软链接。
我们接着上面硬链接的例子来看一下二者的区别
再在测试目录下创建a.txt的软链接c.txt
ln -s a.txt c.txt我们用-li参数查看测试目录中的三个文件
ls -li
# 输出
# 8593746 -rw-rw-r-- 2 ps ps 22 10月 1 22:14 a.txt
# 8593746 -rw-rw-r-- 2 ps ps 22 10月 1 22:14 b.txt
# 8593742 lrwxrwxrwx 1 ps ps 5 10月 1 22:35 c.txt - a.txt在这里bc分别是a的硬、软链接。可以看到a和c的文件编号是不一样的因为它们是软链接并且可以看到c作为a的软链接会有一个箭头指向a。但是它们的修改仍然是同步的因为我们在试图修改c的时候系统会顺着上面输出的软链接箭头去寻找直到找到一个真实的文件或者目录。我们还是来试一下
vim c.txt # 修改为Hello World! Changed~ Soft~
cat *.txt
# 输出
# Hello World! Changed~ Soft~
# Hello World! Changed~ Soft~
# Hello World! Changed~ Soft~与预期一致。此时测试目录下的链接关系应该如下图所示
软链接可能带来的麻烦
软链接可以随意创建 (当前可能不合法但未来可能合法)操作系统在处理软链接时会执行路径解析允许多次间接链接会有意想不到的复杂性 a → b → c (递归解析)。可以创建软连接的硬链接 (因为软链接也是文件)通过ls -i 可以看到。
符号链接成环ln -s . a。所有处理符号链接的程序 (tree, find, …) 都要考虑递归的情况。它们默认遇到软链接就跳过如果加上-L参数强制使它们考虑软链接的话它们也会很小心的检测成环和递归的情况并适时退出。
