【Linux进阶】文件系统8——硬链接和符号连接：ln

在Linux下面的链接文件有两种，

一种是类似Windows的快捷方式功能的文件，可以让你快速地链接到目标文件（或目录)；
另一种则是通过文件系统的inode 链接来产生新文件名，而不是产生新文件，这种称为硬链接（hard link），这两种玩意儿是完全不一样的东西，现在就分别来谈谈。

1.硬链接（Hard Link，硬式链接或实际链接）

我们知道几件重要的信息，包括：

每个文件都会占用一个inode，文件内容由inode的记录来指向；
想要读取该文件，必须要经过目录记录的文件名来指向到正确的inode号码才能读取。

也就是说，其实文件名只与它所处的目录有关，但是文件内容则与它自己的inode有关。

那么想一想，有没有可能有多个文件名对应到同一个inode号码？

有的，那就是硬链接的由来，所以简单地说：硬链接只是在某个目录下新增一条文件名链接到某inode号码的关联记录而已。

由于linux下的文件是通过索引节点（Inode）来识别文件，硬链接可以认为是一个指针，指向文件索引节点的指针，系统并不为它重新分配inode。每添加一个一个硬链接，文件的链接数就加1。

我们看个例子

#根目录下创建文件夹hardlink，并且在hardlink内创建文件aa.txt

#查看其链接数为1，注意，此处链接数就是硬链接的次数

#创建硬链接

#往aa.txt文件中写入一些内容

#发现aa.link中也同样可以看到

#删除aa.txt，aa.link依然可以正常查看内容，链接数 -1，inode不变

我们回过头来看这个例子

你有没有发现两个文件名都链接到1048579这个inode号码，所以你看看是不是所以您看看，是否文件的权限与属性完全一样？

因为这两个文件名其实是一模一样的文件，而且你也会发现第二个字段由原本的1变成2，那个字段称为链接，这个字段的意义为：有多少个文件名链接到这个inode 号码。如果将读取到正确数据的方式画成示意图，就类似下图:

上图的意思是，你可以通过User1或User2或User3的目录的inode指定的区块找到两个不同的文件名，而不管使用哪个文件名均可以指到那个 inode去读取到最终数据。那这样有什么好处？

最大的好处就是安全，如同上图中，如果你将任何一个文件名删除，其实inode与区块都还是存在的。此时你可以通过另一个文件名来读取到正确的文件数据。
此外，不论你使用哪个文件名来编辑，最终的结果都会写入到相同的inode与区块中，因此均能进行数据的修改。

一般来说，使用硬链接设置链接文件时，磁盘的空间与inode的数目都不会改变。

由图中可以知道，硬链接只是在某个目录下的区块多写入一个关联数据而已，既不会增加inode 也不会消耗区块数量。

我们接着上面那个例子来讲

那这时候，就有个疑问了，如果链接数只剩下一个，再次删除，会进行什么样的操作呢？

实际上，

如果我们这时候再删除aa.link这个文件，系统只会删除掉inode table中aa.link指向的inode信息，和hardlink 目录项中aa.link的相关信息。
然后会将aa.link inode指针（也就是硬链接）所指向的数据块设置为空闲的状态，告诉系统这些数据块可以被再次使用。
而里面的内容却不会被删除，直到新的数据覆盖为止！

这也就说明了，实际上 linux中被删除的文件数据是可以被找回的，只要相应的数据块没有被再次覆盖使用。

如果观察的再细致一些，我们会发现，为什么hardlink这个文件夹在创建后就会有两个链接数呢？

通过上述查看，我们可以看出，当进入hardlink目录下后，默认会有个 .的隐藏目录，而该目录也就是当前目录的意思，即hardlink目录。所以才会有两个链接数。

硬链接的制作中其实还是可能会改变系统的区块，那就是当你新增这条数据却刚好将目录的区块填满时，就可能会新加一个区块来记录文件名关联性，而导致磁盘空间的变化。不过，一般硬链接所用掉的关联数据量很小，所以通常不会改变inode与磁盘空间的大小

1.1.硬链接的缺点

1、无法跨分区，跨设备创建硬链接

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

因为每个分区都有自己独立的inode体系，

假设A分区的文件在B分区做了一个硬链接，此时访问B分区的此链接，按照我们想的是需要它访问A分区的inode,进行数据查询，但是它只会根据B分区的inode，在B数据块中查找数据。

就相当于两套独立的数据库，你不可能拿着A数据库的某个主键去B数据库搜索数据，是一样的道理。

2、无法创建文件夹/目录的硬链接

至于为何设置为无法创建文件夹，这里还是用反推来验证。

假设可以创建文件夹的硬链接：ln /hardlink /test/dir.link。那么有个问题，首当其冲。

hardlink目录下的 . 是当前目录的意思，此处代表hardlink，那dir.link中的 ‘.’是代表test目录呢？还是 hardlink目录呢？

其次，假设存在目录 /A/B.link 和 /B/A.link。如果B.link是B目录的硬链接，A.link是A目录的硬链接。那A.link既然是/A的链接，那它里面肯定有B.link。同理B.link里面肯定有A.link。这样依次循环 /A/B.link/A.link/B.link/A.link/…。就造成了死循环的现象。这也就是为什么不允许创建文件夹硬链接的原因了。

由于硬链接局限性比较多，所以工作中使用的不多。

2.符号链接（Symbolic Link，亦即是快捷方式）

相对于硬链接，符号链接可就好理解多了。

符号链接相当于我们 Windows 中的快捷方式，即如果你软链接一个目录，只是一个目录的快捷方式到指定位置，操作系统找这个快捷方式会直接找到真实目录下的文件。

基本上，符号链接就是建立一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向它链接的那个文件的文件名。

由于只是利用文件来做为指向的操作，所以，当源文件被删除之后，符号链接的文件会【打不开了】，会一直说【无法打开某文件】，实际上就是找不到原始文件名而已。

创建软链接

由上图的结果我们可以知道两个文件指向不同的inode号码，当然就是两个独立的文件存在。

而且链接文件的重要内容就是它会写上目标文件的文件名，你可以发现上表中链接文件的大小为6B。因为箭头（-->）右边的文件名【aa.txt】总共有6个字母，每个字母占用1个字节，所以文件大小就是12B了。

但是事实真的是这样子吗？它真的存是是文件名吗？

事实上，软连接记录的是链接文件箭头后面的路径字符串大小

不信的话我们来验证一下
这里我们写入一些内容到aa.txt中

再次查看，原文件大小发生了改变，而链接文件大小依旧没变化。

这其实就是软链接的特性之一，因为软链接的inode指向的数据块保存的是原文件的路径，如果没有路径，是由文件名，默认会在软链接所在路径查找

再次举例论证

ls.link大小正好是 /usr/bin/ls的路径字符串大小

软链接的使用，如果观察Centos7，会发现，既有使用相对路径创建的软链接，也有使用绝对路径创建的软链接。
而使用相对路径创建软链接，则有如下注意点：

上图中，我们使用 ln -s …/aa.txt /tmp/aa.link在/tmp下创建了软链接，却发现，竟然提示报错！找不到aa.txt。

        因为/tmp/aa.link在指向…/aa.txt 的过程中。它会以自己的路径为初始点去寻找aa.txt。即 /tmp/aa.link -> …/aa.txt，在系统看来，它会理解成。以aa.link所在路径为起点，回到上一级目录，去寻找aa.txt。很显然没有找到，所以报错。

        创建的软连接，指向的文件，默认会以软链接的路径为主，去寻找指向的文件，所以创建时，请以软链接的路径作为起点路径去写原文件的相对路径

        那既然相对路径创建这么麻烦，为什么还要使用这种方式呢？

因为使用相对路径的话，迁移只要相对迁移，不会影响链接的使用，更加灵活。而绝对路径的软链接，则必须要求路径的正确性。