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前言

让自己永远保持一颗好奇心

今天无意间听别人提到了硬链接和软链接，起初我想这么基础的知识我肯定是知道的，毕竟大学接触Linux到现在工作了那么多年，这基础知识怎么会忘呢。

然后就回忆了下，发现自己好像只记得软链接是啥（因为工作中经常用到），但对于硬链接到底是个啥有啥特点，却怎么也想不起来，而且还搞不清楚硬链接和复制的区别是什么了。

刚开始我有点汗颜，觉得自己怎么连这个都不知道了，可转念一想，过去的了解也只是知道软链接和硬链接有什么特点，但是对于其背后的实现原理却无从得知。

所以从最开始自己就只是知其然，不知其所以然，随着时间的推移连最基本的特点都不记得了。

趁着这个机会，和大家一起简单的重新梳理下什么是软链接和硬链接。

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1、软链接？

关于软链接是个啥？咱就想想自己桌面上的那个快捷方式就明白了。

1.1 工作原理

软链接是在文件系统中创建一个新的inode文件节点，这个节点保存了软链接所指向文件的路径。
当访问软链接时，文件系统会读取该节点中的路径信息。 如果源文件被删除了，软链接指向的就是一个空的地址。

关于inode节点，大家可以理解为文件系统中用于存放文件信息的对象。

执行下方的指令，创建一个软链接

echo "Hello, World!" > original.txt# 创建软链接
ln -s original.txt symlink.txt# 查看 inode 信息
ls -li

示例输出

12345 -rw-r--r-- 1 user user 14 Nov  5 12:05 original.txt
12346 lrwxrwxrwx 1 user user 14 Nov  5 12:06 symlink.txt -> original.txt

如上所示， symlink.txt 与 original.txt 有不同的 inode。symlink.txt 的内容是指向 original.txt 的路径信息。

底层视角

Inode Table:
---------------------------------
| Inode Number | Link Count     |
| 12345      | 1 (original.txt) |
| 12346      | 1 (symlink.txt) |
---------------------------------Data Blocks:
---------------------------------
| Block Number | Data           |
| 567890       | "Hello, World!"|
| 567891       | "original.txt" |
---------------------------------

如上所示，大家可以看到 对于original.txt 而言它里面的内容是文件中对应的文本“Hello, World” ，而symlink.txt的inode节点实际指向的物理flash块中存放的是“original.txt” 这个软链接所指向文件的路径。

所以我们说软链接文件的大小实际上和其所指向文件的路径大小有关。

当系统识别到我们访问的文件是个软链接时，它将该文件对应的iNode节点中所保存的内容（路径信息读取出来），然后访问实际指向的文件。

如果源文件都没了，系统读取到了路径信息，也找不到原始文件，所以软链接所指向的原始文件被删除后所有的软链接就都失效了。

1.2 特点

独立文件：软链接是一个独立的文件，包含链接目标文件的路径信息。

跨文件系统：软链接可以跨越不同的文件系统，因为它只是存储了目标文件的路径。

循环链接：软链接可以指向其他软链接，从而可能产生循环链接现象。

大小：软链接的大小取决于它所链接的路径的长度。

断链风险：如果目标文件被删除，软链接会变成“断链”，指向一个不存在的文件。

2、硬链接

硬链接（Hard Link）和复制是不一样的，它和软链接的实际上很类似，都是为了让两个文件能够产生关系。例如一个地方修改了文件的内容，其他地方都能跟着同步。
我理解实际上硬链接在软链接的基础上，多了个只有删除所有硬链接的文件，原始文件才会删除的特性。以用来弥补软链接删除源文件所有的软链接都失效这个盲点。

2.1 工作原理

硬链接直接指向目标文件的节点（iode）。

在文件系统中iNode有一个链接计数，表示有多少个目录项指向它，当我们创建硬链接时，文件系统会增加节点的链接计数。当删除硬链接时，链接计数减少。当链接计数降为零时，文件才会真正被删除

执行下方的指令，创建一个硬链接

# 创建硬链接
ln target_file hardlink# 查看硬链接
ls -l

示例输出

$ ln original.txt hardlink.txt
$ ls -li
total 8
1441045 -rw-r--r-- 2 user user 40 Sep 29 12:34 hardlink.txt
1441045 -rw-r--r-- 2 user user 40 Sep 29 12:34 original.txt

如上所示硬链接时hardlink.txt 和 original.txt 指向的都是同一个iNode。

底层视角

Inode Table:
---------------------------------
| Inode Number | Link Count     |
| 1234567      | 2 (original.txt, hardlink.txt)   |
---------------------------------Data Blocks:
---------------------------------
| Block Number | Data           |
| 567890       | "Hello, World!"|
---------------------------------

和软链接相比，inode的数量没有发生变化，变化的是iNode的硬链接数。
因为指向的都是同一个inode，而同一个inode又指向同一个Data Block，所以自然而然硬链接的操作是同步的。

2.2 特点

共享文件节点：硬链接和目标文件共享同一个节点（inode）。也就是说，它们是文件系统中同一个对象的多个入口。

链接计数：每创建一个硬链接，文件的链接计数就会增加。当一个硬链接被删除时，链接计数减少，只有计数归零时文件数据才被删除。

节省空间：因为硬链接共享同一个 inode 和数据块，所以不会额外占用磁盘空间，只有 inode 信息会增加。

文件同步：更改任何硬链接或原始文件的内容，所有硬链接指向的内容都会同步变化，因为它们实际上是同一个文件。

限制：只能在同一个文件系统内创建，不能跨文件系统。

3、 总结

特性	硬链接	复制
文件节点共享	是，共享同一个节点（inode）	否，每个文件有独立的节点（inode）
磁盘空间使用	节省空间，只有 inode 信息增加	额外占用新的磁盘空间
文件数据同步	是，共享内容，修改任意一个都同步	否，独立文件，修改互不影响
链接计数	增加，每个硬链接增加计数	不增加，独立文件计数为1
跨文件系统	否，只能在同一文件系统内	是，支持跨文件系统