linux怎么打开链接文件(Linux下的链接文件详解)
几个基本概念
Linux下的链接文件可以分为硬链接(hard link)与软链接(soft link) 。要理解它们 ,必须先要理解几个基本概念 。
inode
文件除了纯数据本身之外 ,还必须包含有对这些纯数据的管理信息 ,如文件名 、访问权限 、文件的属主以及该文件的数据所对应的磁盘块等等 ,这些管理信息称之为元数据(mata data) ,保存在文件的inode节点之中 。我们可以通过stat命令查看一个文件的inode信息:
这里我们查看了/etc/passwd文件的元数据信息 。ls -l命令也会列出一些文件的元数据信息(由左至右分别为:权限 、硬链接数 、属主 、属组 、文件大小 、最近更改时间 、文件名) ,但相比之下 ,stat命令输出的信息更加完整 。我们注意到 ,stat输出的信息中 ,文件有三个时间戳:最近访问 、最近更改和最近改动 ,对应于英文分别为Access 、Modify和Change 。 Access time比较好理解 ,当每次访问这个文件的数据(注意 ,不是元数据),这个时间就会更新 。比如用cat或者more命令读取文件内容时 ,会更新access time ,而用ls或者stat命令,由于只是访问了文件的inode ,所以不会更新access time值 。Modify time是文件数据最后一次被修改时间 ,比如用vim编辑文件后保存文件 ,此时就会更新该文件modify time 。Change time是文件元数据(即inode)最后一次被修改的时间 ,比如用chown命令修改文件的属主 ,此时就会更新文件的change time 。
其实最初当我们创建分区并用mkfs.ext4等命令创建文系统的时候 ,就已经在文件系统的固定区域保留了inode节点区 。我们可以通过df -i命令查看某文件系统inode节点区域的大小及使用情况:
可以看到 ,在笔者的Linux Mint17.3系统中 ,分区/dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2共保留了18M的inode区域 ,这个区域目前已经使用了127K 。有没有可能出现某分区尚有空间而inode区域已用完的情况呢?有的。当小文件特别多的时候就会出现这种情况!这个时候即使文件系统还有空间可用 ,但我们仍然无法继续在这个文件系统内创建新的文件了 。那假如在我的应用环境中真的小文件非常多该怎么办?其实我们在建立ext4文件系统时候是可以手动指定inode区域所占的比例大小的 ,可以man mkfs.ext4查看相关的参数和选项 ,这里不再详述 。
刚才用stat查看文件的inode信息时,我们看到输出的信息中有一行Inode: 137143 ,这个是/etc/passwd文件的inode号。每个inode都有一个全文件系统唯一的inode号 ,操作系统内核正是通过inode号而非文件名来识别不同的文件 。文件名仅仅是为了方便用户使用而已,内核是通过文件名找到inode ,然后通过inode访问实际文件数据的 。有没有可能有多个文件名对应于同一个inode呢?有的 ,这样就产生了所谓硬链接文件 。
dentry
虽然每个文件对应了唯一的inode号 ,但inode号是杂乱而毫无意义的 ,不方面用户记忆和使用 ,我们希望对每个文件取一个有意义的文件名 。现代文件系统提供的一个基本功能是按名存取 ,所以我们还需要建立文件名到inode号的对应 ,这就引出了目录项(directory entry即dentry)的概念 。在Linux文件系统中有一类特殊的文件称为“目录 ” ,目录就保存了该目录下所有文件的文件名到inode号的对应关系 ,这里的每个对应关系就称为一个dentry 。而Linux把所有的文件和目录构建成了一个倒立的树状结构 ,这样 ,我们只要确定了根目录的inode号 ,就可以对整个文件系统进行按名存取了 。
hard link
硬链接的实质是现有文件在目录树中的另一个入口 。也就是说,硬链接与原文件是分居于不同或相同目录下的的dentry而已 ,它们指向同一个inode ,对应于相同的磁盘数据块(data block),具有相同的访问权限 、属性等 。简而言之 ,硬链接其实就是给现有的文件起了一个别名 。如果把文件系统比喻成一本书的话 ,硬链接就是在书本的目录中 ,有两个目录项指向了同一页码的同一章节 。
硬链接的优点是几乎不占磁盘空间(因为仅仅是增加了一个目录项而已) ,但是这一优点相对于软链接其实并不明显(因为软链接占用的磁盘空间也很少) 。另外 ,硬链接有以下一些局限:1 、不能跨文件系统创建硬链接。原因很简单 ,inode号只有在一个文件系统内才能保证是唯一的 ,如果跨越文件系统则inode号就可能重复 。2、不能对目录创建硬链接 。原因我在稍后解释。正因为硬链接的这些局限 ,加之软链接更加易于管理 ,所以软链接更加常用 。这一点在本文中举的例子也可以看出 ,几乎都是软链接的例子 。
soft link
软链接又称为符号链接(symbolic link) ,简写为“symlink ” 。与硬链接仅仅是一个目录项不同 ,软连接本身也是文件,不过这个文件的内容是另一个文件名的指针 。当Linux访问软链接时 ,它会循着指针找出含有实际数据的目标文件 。我们还以书本来打比方 ,软链接是书本里的某一章节,不过这一章节什么内容都没有 ,只有一行字“转某某章某某页 ” 。
软链接可以跨越文件系统指向另一个分区的文件 ,甚至可以跨越主机指向远程主机的一个文件 ,也可以指向目录 。在ls -l输出的文件列表中 ,第一个字段有“l ”字样者表示该文件是符号链接 。
我们看到 ,软链接的权限为777 ,即所有权限都是开放的 ,实际上你也无法使用chmod命令修改其权限 ,但是实际文件的保护权限仍然起作用 。
另外 ,符号链接可以指向不存在的文件(可能是原来指向的文件被删除了 ,或者指向的文件系统尚未挂载 ,或者最初建立该符号链接的时候就指向了一个不存在的文件等等) ,我们称这种状态为“断裂 ”(broken) 。与之相对的是,硬链接是不能指向一个不存在的文件的 。
使用链接有何好处?
我们在此总结使用链接文件的以下几个的好处:
保持软件的兼容性
例如 ,在RHEL6中我们看下面这条命令的输出:我们看到 ,/bin/sh文件其实是一个指向/bin/bash的符号链接 。为什么要这样设计?因为几乎所有的shell script的第一行都是下面这样:
“#! ”符号表示该行指定该脚本所用的解释器。#!/bin/sh表示使用Bourne Shell作为解释器,这是一个早期的Shell 。在现代的Linux发行版中通常采用Bourne Again Shell即bash ,bash是对sh的改进和增强 ,而早期的Bourne Shell在系统的中根本不存在 。为了能够顺利的运行脚本而不必修改shell script ,我们只需要创建一个软链接/bin/sh让其指向/bin/bash。如此一来 ,就可以让bash来解释原本针对Bourne Shell编写的脚本了 。
方便软件的使用
比如我们安装了一个大型软件Matlab ,它可能默认安装在/usr/opt/Matlab目录下 ,它的可执行文件位置在/usr/opt/Matlab/bin目录下 ,除非你在这个路径加入到PATH环境变量里 ,否则每次运行这个软件你都需要输入一长串的路径很不方便 。你还可以这样做:通过在你的~/bin下创建一个符号链接(~/bin系统默认已经包含在PATH环境变量里的) ,今后在命令行下无需输入完整路径 ,只需输入matlab即可 。
维持旧的操作习惯
比如在SuSE中 ,启动脚本的位置是放在/etc/init.d目录下 ,而在RedHat的发行版中,是放在/etc/init.d/rc.d目录下 。为了避免因为从SuSE转换到RedHat系统而导致管理员找不到位置的情况 ,我们可以创建一个符号链接/etc/init.d使其指向/etc/init.d/rc.d即可 。事实上 ,RedHat发行版也正是这样做的:方便系统管理
最让人印象深刻的一个例子应该是/etc/rc.d/rcX.d目录下的符号链接了(X为0~7数字) 。在init.d/目录下有许多用于启动 、停止系统服务的脚本,如sshd 、crond等 。这些脚本可以接受一个参数 ,代表要启动(start)或停止(stop)服务 。为了决定在某个运行级别运行哪些脚本及传递给这些脚本哪些参数 ,RedHat设计了一个额外的目录机制 ,即rc0.d到rc6.d的7个目录 ,每个目录对应一个运行级别 。如果在某运行级别下需要启动某服务或者需要停止某服务 ,就在对应的rcX.d目录下建立一个符号链接 ,指向init.d/目录下的脚本 。如:
这里列出了在运行级3下需要运行的服务脚本及对应的参数 ,其中符号链接的第一个字母S和K分别表示传递参数start和stop ,后面跟着的两位数字表示脚本运行的先后顺序 。这样一来 ,只要在rcX.d目录下新增或者移除链接 ,就可以控制各个runlevel需要运行哪些服务脚本;而如果需要修改某个服务脚本 ,只需要编辑init.d/目录下的文件(“本尊 ”) ,而它可以影响所有rcX.d目录下的软链接(“分身 ”) 。这是多么简洁而巧妙的设计!
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