Linuxln命令：在⽂件之间建⽴链接（硬链接和软链接）详解版Linux ln命令：在⽂件之间建⽴链接（硬链接和软链接）详解版<  >
如果要想说清楚 ln 命令，则必须先解释下 ext ⽂件系统（Linux ⽂件系统）是如何⼯作的。我们在前⾯讲解了分区的格式化就是写⼊⽂件系统，⽽我们的 Linux ⽬前使⽤的是 ext4 ⽂件系统。如果⽤⼀张⽰意图来描述 ext4 ⽂件系统，则可以参考图 1。
图 1 ext4 ⽂件系统⽰意图
ext4 ⽂件系统会把分区主要分为两⼤部分（暂时不提超级块）：⼩部分⽤于保存⽂件的 inode (i 节点）信息；剩余的⼤部分⽤于保存 block 信息。
inode 的默认⼤⼩为 128 Byte，⽤来记录⽂件的权限（r、w、x）、⽂件的所有者和属组、⽂件的⼤⼩、⽂件的状态改变时间（ctime）、⽂件的最近⼀次读取时间（atime）、⽂件的最近⼀次修改时间（mtime）、⽂件的数据真正保存的 block 编号。每个⽂件需要占⽤⼀个inode。⼤家如果仔细查看，就会发现 inode 中是不记录⽂件名的，那是因为⽂件名记录在⽂件所在⽬录的 block 中。
block 的⼤⼩可以是 1KB、2KB、4KB，默认为 4KB。block ⽤于实际的数据存储，如果⼀个 block 放不下数据，则可以占⽤多个 block。例如，有⼀个 10KB 的⽂件需要存储，则会占⽤ 3 个 block，虽然最后⼀个 block 不能占满，但也不能再放⼊其他⽂件的数据。这 3 个 block 有可能是连续的，也有可能是分散的。
由此，我们可以知道以下 2 个重要的信息：
1. 每个⽂件都独⾃占⽤⼀个 inode，⽂件内容由 inode 的记录来指向；
2. 如果想要读取⽂件内容，就必须借助⽬录中记录的⽂件名到该⽂件的 inode，才能成功到⽂件内容所在的 block 块；
了解了 Linux 系统底层⽂件的存储状态后，接下来学习 ln 命令。
ln 命令⽤于给⽂件创建链接，根据 Linux 系统存储⽂件的特点，链接的⽅式分为以下 2 种：
软链接：类似于 Windows 系统中给⽂件创建快捷⽅式，即产⽣⼀个特殊的⽂件，该⽂件⽤来指向另⼀个⽂件，此链接⽅式同样适⽤于⽬录。
硬链接：我们知道，⽂件的基本信息都存储在 inode 中，⽽硬链接指的就是给⼀个⽂件的 inode 分配多个⽂件名，通过任何⼀个⽂件名，都可以到此⽂件的 inode，从⽽读取该⽂件的数据信息。
ln 命令的基本格式如下：
[root@localhost ~]# ln [选项] 源⽂件⽬标⽂件
选项：
-s：建⽴软链接⽂件。如果不加 "-s" 选项，则建⽴硬链接⽂件；
-f：强制。如果⽬标⽂件已经存在，则删除⽬标⽂件后再建⽴链接⽂件；
【例 1】创建硬链接：
[root@localhost ~]# touch cangls
[root@localhost ~]# ln /root/cangls /tmp
#建⽴硬链接⽂件，⽬标⽂件没有写⽂件名，会和原名⼀致
#也就是/tmp/cangls 是硬链接⽂件
【例 2】创建软链接：
[root@localhost ~]# touch bols
[root@localhost ~]# In -s /root/bols /tmp
#建⽴软链接⽂件
这⾥需要注意，软链接⽂件的源⽂件必须写成绝对路径，⽽不能写成相对路径（硬链接没有这样的要求）；否则软链接⽂件会报错。这是初学者⾮常容易犯的错误。
ln创建链接的深度剖析
建⽴硬链接和软链接⾮常简单，那这两种链接有什么区别？它们都有什么作⽤？这才是链接⽂件最不容易理解的地⽅，我们分别来讲讲。ln创建硬链接
我们再来建⽴⼀个硬链接⽂件，然后看看这两个⽂件的特点。
[root@localhost ~]# touch test
#建⽴源⽂件
[root@localhost ~]# ln /root/test /tmp/test-hard
#给源⽂件建⽴硬链接⽂件 /tmp/test-hard
[root@localhost ~]# ll -i /root/test /tmp/test-hard
262147 -rw-r--r-- 2 root root 0 6⽉ 19 10:06 /root/test
hard
262147 -rw-r--r-- 2 root root 0 6⽉ 19 10:06 /tmp/test-hard
#查看两个⽂件的详细信息，可以发现这两个⽂件的 inode 号是⼀样的，"ll"等同于"ls -l"。
这⾥有⼀件很奇怪的事情，我们之前在讲 inode 号的时候说过，每个⽂件的 inode 号都应该是不⼀样的。inode 号就相当于⽂件 ID，我们在查⽂件的时候，要先查 inode 号，才能读取到⽂件的内容。
但是这⾥源⽂件和硬链接⽂件的 inode 号居然是⼀样的，那我们在查⽂件的时候，到底到的是哪⼀个⽂件呢？我们来画⼀张⽰意图，如图 2 所⽰。
图 2 硬链接⽰意图
在 inode 信息中，是不会记录⽂件名称的，⽽是把⽂件名记录在上级⽬录的 block 中。也就是说，⽬录的 block 中记录的是这个⽬录下所有⼀级⼦⽂件和⼦⽬录的⽂件名及 inode 的对应；⽽⽂件的 block 中记录的才是⽂件实际的数据。
当我们查⼀个⽂件，⽐如 /root/test 时，要经过以下步骤：
1. ⾸先到根⽬录的 inode（根⽬录的 inode 是系统已知的，inode 号是 2），然后判断⽤户是否有权限访问根⽬录的 block。
2. 如果有权限，则可以在根⽬录的 block 中访问到 /root 的⽂件名及对应的 inode 号。
3. 通过 /root/ ⽬录的 inode 号，可以查到 /root/ ⽬录的 inode 信息，接着判断⽤户是否有权限访问 /root/ ⽬录的 block。
4. 如果有权限，则可以从 /root/ ⽬录的 block 中读取到 test ⽂件的⽂件名及对应的 inode 号。
5. 通过 test ⽂件的 inode 号，就可以到 test ⽂件的 inode 信息，接着判断⽤户是否有权限访问 test ⽂件的 block。
6. 如果有权限，则可以读取 block 中的数据，这样就完成了 /root/test ⽂件的读取与访问。
按照这个步骤，在给源⽂件 /root/test 建⽴了硬链接⽂件 /tmp/test-hard 之后，在 /root/ ⽬录和 /tmp/ ⽬录的 block 中就会建⽴ test 和 test-hard 的信息，这个信息主要就是⽂件名和对应的 inode 号。但是我们会发现 test 和 test-hard 的 inode 信息居然是⼀样的，那么，我们⽆论访问哪个⽂件，最终都会访问 inode 号是 262147 的⽂件信息。
这就是硬链接的原理。硬链接的特点如下：
不论是修改源⽂件（test ⽂件），还是修改硬链接⽂件（test-hard ⽂件），另⼀个⽂件中的数据都会发⽣改变。
不论是删除源⽂件，还是删除硬链接⽂件，只要还有⼀个⽂件存在，这个⽂件（inode 号是 262147 的⽂件）都可以被访问。
硬链接不会建⽴新的 inode 信息，也不会更改 inode 的总数。
硬链接不能跨⽂件系统（分区）建⽴，因为在不同的⽂件系统中，inode 号是重新计算的。
硬链接不能链接⽬录，因为如果给⽬录建⽴硬链接，那么不仅⽬录本⾝需要重新建⽴，⽬录下所有的⼦⽂件，包括⼦⽬录中的所有⼦⽂件都需要建⽴硬链接，这对当前的 Linux 来讲过于复杂。
硬链接的限制⽐较多，既不能跨⽂件系统，也不能链接⽬录，⽽且源⽂件和硬链接⽂件之间除 inode 号是⼀样的之外，没有其他明显的特征。这些特征都使得硬链接并不常⽤，⼤家有所了解就好。
我们通过实验来测试⼀下。
[root@localhost ~]# echo 1111 >>/root/test
#向源⽂件中写⼊数据
[root@localhost ~]# cat /root/test
1111
[root@localhost ~]# cat /tmp/test-hard
1111
#源⽂件和硬链接⽂件都会发⽣改变
[root@localhost ~]# echo 2222 >> /tmp/test-hard
#向硬链接⽂件中写⼊数据
[root@localhost ~]# cat /root/test
1111
2222
[root@localhost ~】# cat /tmp/test-hard
1111
2222
#源⽂件和硬链接⽂件也都会发⽣改变
[root@localhost ~]# rm -rf/root/test
#删除源⽂件
[root@localhost ~]# cat /tmp/test-hard
1111 2222
#硬链接⽂件依然可常读取
ln创建软链接
软链接也称作符号链接，相⽐硬链接来讲，软链接就要常⽤多了。我们先建⽴⼀个软链接，再来看看软链接的特点。
[root@localhost ~]# touch check
#建⽴源⽂件
[root@localhost ~]# ln -s /root/check /tmp/check-soft
#建⽴软链接⽂件
[root@localhost ~]# ll -id /root/check /tmp/check-soft
262154 -rw-r--r-- 1 root root 0 6⽉ 19 11:30 /root/check
917507 lrwxrwxrwx 1 root root 11 6⽉ 19 11:31 /tmp/ check-soft -> /root/check
#软链接和源⽂件的 inode 号不⼀致，软链接通过 -> 明显地标识出源⽂件的位置
#在软链接的权限位 lrwxrwxrwx 中，l 就代表软链接⽂件
再强调⼀下，软链接的源⽂件必须写绝对路径，否则建⽴的软链接⽂件就会报错，⽆法正常使⽤。
软链接的标志⾮常明显，⾸先，权限位中"l"表⽰这是⼀个软链接⽂件；其次，在⽂件的后⾯通过 "->" 显⽰出源⽂件的完整名字。所以软链接⽐硬链接的标志要明显得多，⽽且软链接也不像硬链接的限制那样多，⽐如软链接可以链接⽬录，也可以跨分区来建⽴软链接。
软链接完全可以当作 Windows 的快捷⽅式来对待，它的特点和快捷⽅式⼀样，我们更推荐⼤家使⽤软链接，⽽不是硬链接。
⼤家在学习软链接的时候会有⼀些疑问：Windows 的快捷⽅式是由于源⽂件放置的位置过深，不容易到，建⽴⼀个快捷⽅式放在桌⾯，⽅便查，那 Linux 的软链接的作⽤是什么呢？
笔者个⼈觉得，软链接主要是为了照顾管理员的使⽤习惯。⽐如，有些系统的⾃启动⽂件 /etc/rc.local 放置在 /etc ⽬录中，⽽有些系统却将其放置在 /etc/rc.d/rc.local 中，那么⼲脆对这两个⽂件建⽴软链接，不论你习惯操作哪⼀个⽂件，结果都是⼀样的。
如果你⽐较细⼼，则应该已经发现软链接和源⽂件的 inode 号是不⼀致的，我们也画⼀张⽰意图来看看软链接的原理，如图 3 所⽰。
图 3 软链接⽰意图
软链接和硬链接在原理上最主要的不同在于：硬链接不会建⽴⾃⼰的 inode 索引和 block（数据块），⽽是直接指向源⽂件的 inode 信息和block，所以硬链接和源⽂件的 inode 号是⼀致的；⽽软链接会真正建⽴⾃⼰的 inode 索引和 block，所以软链接和源⽂件的 inode 号是不⼀致的，⽽且在软链接的 block 中，写的不是真正的数据，⽽仅仅是源⽂件的⽂件名及 inode 号。
我们来看看访问软链接的步骤和访问硬链接的步骤有什么不同。
1. ⾸先到根⽬录的 inode 索引信息，然后判断⽤户是否有权限访问根⽬录的 block。
2. 如果有权限访问根⽬录的 block，就会在 block 中查到 /tmp/ ⽬录的 inode 号。
3. 接着访问 /tmp/ ⽬录的 inode 信息，判断⽤户是否有权限访问 /tmp/ ⽬录的 block。
4. 如果有权限，就会在 block 中读取到软链接⽂件 check-soft 的 inode 号。因为软链接⽂件会真正建⽴⾃⼰的 inode 索引和 block，所以
软链接⽂件和源⽂件的 inode 号是不⼀样的。
linux所有命令都无法使用
5. 通过软链接⽂件的 inode 号，到了 check-soft ⽂件 inode 信息，判断⽤户是否有权限访问 block。
6. 如果有权限，就会发现 check-soft ⽂件的 block 中没有实际数据，仅有源⽂件 check 的 inode 号。
7. 接着通过源⽂件的 inode 号，访问到源⽂件 check 的 inode 信息，判断⽤户是否有权限访问 block。
8. 如果有权限，就会在 check ⽂件的 block 中读取到真正的数据，从⽽完成数据访问。
通过这个过程，我们就可以总结出软链接的特点（软链接的特点和 Windows 中的快捷⽅式完全⼀致）。
不论是修改源⽂件（check），还是修改硬链接⽂件（check-soft)，另⼀个⽂件中的数据都会发⽣改变。
删除软链接⽂件，源⽂件不受影响。⽽删除原⽂件，软链接⽂件将不到实际的数据，从⽽显⽰⽂件不存在。
软链接会新建⾃⼰的 inode 信息和 block，只是在 block 中不存储实际⽂件数据，⽽存储的是源⽂件的⽂件名及 inode 号。
软链接可以链接⽬录。
软链接可以跨分区。
我们测试⼀下软链接的特性。
[root@localhost ~]# echo 111>>/root/check
#修改源⽂件
[root@localhost ~]# cat /root/check
111
[root@localhost ~]# cat /tmp/check-soft
111
#不论是源⽂件还是软链接⽂件，数据都发⽣改变
[root@localhost ~]# echo 2222 >>/tmp/check-soft
#修改软链接⽂件
[root@localhost ~]# cat /tmp/check-soft
111
2222
[root@localhost ~]# cat /root/check
111
2222
#不论是源⽂件还是软链接⽂件，数据也都会发⽣改变[root@localhost ~]# rm -rf/root/check
#删除源⽂件
[root@localhost ~]# cat /tmp/check-soft
cat: /tmp/check-soft：没有那个⽂件或⽬录
#软链接⽆法正常使⽤
软链接是可以链接⽬录的，例如：
[root@localhost ~]# mkdir test
#建⽴源⽬录
[root@localhost ~]# ln -s /root/test/ /tmp/
[root@localhost ~]# ll -d /tmp/test
lrwxrwxrwx 1 root root 11 6⽉ 19 12:43 /tmp/test->/root/test/ #软链接可以链接⽬录

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