Linux 下軟鏈接和硬鏈接的區別
在 Linux 系統中,一切都是文件,然而爲了區分不同類型的事物,我們有了:
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普通文件
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目錄文件
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鏈接文件
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設備文件
在之前的文章《阿里面試題 | Nginx 所使用的 epoll 模型是什麼?》中我們討論了文件描述符的概念:
文件描述符(file descriptor)是內核爲了高效管理已被打開的文件所創建的索引,其值是一個非負整數(通常是小整數),用於指代被打開的文件,所有執行 I/O 操作的系統調用都通過文件描述符。
對於 Linux 有一些使用的用戶來說,會有類似如下的寫法:
g++ lots_of_errors 2>&1 | head
其中 2>&1
中的2 就是表示的「標準錯誤」,1 就是「標準輸出」,中間的 & 表示後面跟的數字是文件描述符而不是一個文件(不然所有的「標準錯誤」就都重定向到了一個名爲 1 的文件中了)。
本文將針對另一個面試重點進行展開闡述:
說說看 Linux 下有哪幾種鏈接?軟鏈接和硬鏈接?它們之間的區別是什麼呢?
Linux 下的鏈接
作爲的一個 Linux 的使用者,Linux 系統下提供 ln 指令來進行文件鏈接,我們一定見過類似如下指令:
ln -s bar.txt foo.txt
此時如果 ls 查看當前目錄下的文件的話,會發現:
➜ ll
total 1.2M
-rw-rw-r--. 1 Nova Nova 0 Aug 11 14:43 bar.txt
lrwxrwxrwx. 1 Nova Nova 7 Aug 11 14:43 foo.txt -> bar.txt
那麼這個 foo.txt 究竟是什麼呢?
這個就是一個文件鏈接,文件鏈接主要分爲硬鏈接和軟鏈接,通過查看 ln --help ,可以看到一些重要的內容:
➜ Desktop ln --help
Usage: ln [OPTION]... [-T] TARGET LINK_NAME
Create hard links by default, symbolic links with --symbolic.
Mandatory arguments to long options are mandatory for short options too.
-s, --symbolic make symbolic links instead of hard links
ln 指令默認創建的是硬鏈接,如果加入了 -s 參數,則會生成一個軟鏈接。
硬鏈接
先來看看 ln 默認創建的硬鏈接,由於 Linux 下的文件是通過索引節點(Inode)來識別文件,在 Linux 的文件系統中,保存在磁盤分區中的文件不管是什麼類型都給它分配一個編號,稱爲索引節點號(Inode Number)。
在 Linux 中,多個文件名指向同一索引節點是存在的,所以硬連接指通過索引節點來進行的連接,即每一個硬鏈接都是一個指向對應區域的文件。
我們這裏創建一個文件 foo.txt 然後建立一個它的硬鏈接看看:
➜ vim foo.txt
➜ cat foo.txt
LeetCode
➜ ln foo.txt bar.txt # 這一步是用來創建硬鏈接
➜ ls -li
total 6552
6817859 -rw-rw-r--. 2 Nova Nova 9 Sep 19 15:59 bar.txt
6817859 -rw-rw-r--. 2 Nova Nova 9 Sep 19 15:59 foo.txt
前面的 6817859 是文件的 inode,可以簡單把它想成 C 語言中的指針,它指向了物理硬盤的一個區塊,事實上文件系統會維護一個引用計數,只要有文件指向這個區塊,它就不會從硬盤上消失,這裏我們會發現,這兩個文件擁有相同的 inode,通過查看文件內容也會發現是同一個文件:
➜ cat bar.txt
LeetCode
硬鏈接的作用是允許一個文件擁有多個有效路徑名,這樣用戶就可以建立硬鏈接到重要文件,以防止“誤刪”的功能,由於對應該目錄的索引節點有一個以上的連接,假設我們刪除了原始的 foo.txt 文件:
➜ rm -f foo.txt
➜ cat bar.txt
LeetCode
此時文件的內容依然存在,所以只刪除一個連接並不影響索引節點本身和其它的連接,只有當最後一個鏈接被刪除後,文件的數據塊及目錄的連接纔會被釋放,也就是說,文件纔會被真正刪除。
軟鏈接
軟鏈接又叫符號鏈接,這個文件包含了另一個文件的路徑名,例如在上圖中,foo.txt 就是 bar.txt 的軟連接,bar.txt 是實際的文件,foo.txt 包含的是對於 bar.txt 的 inode 的記錄。
軟連接可以是任意文件或目錄,可以鏈接不同文件系統的文件,在對符號文件進行讀或寫操作的時候,系統會自動把該操作轉換爲對源文件的操作,但刪除鏈接文件時,系統僅僅刪除鏈接文件,而不刪除源文件本身,這一點類似於 Windows 操作系統下的快捷方式。
軟鏈接和硬鏈接的區別
在有了上面的知識後我們就可以簡要地回答面試中的問題了:
軟鏈接和硬鏈接的區別是什麼?
我們來總結一下:
在掌握了鏈接方面的知識之後,還有以下相關面試題也可以一起準備起來:
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Linux 文件系統有哪些
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Linux 有哪些文件類型
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用戶進程間通信主要哪幾種方式
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中斷與系統調用的概念