软链接与硬链接详细讲解

1、链接作用

软链接与硬链接是用来干什么的呢？

为解决文件的共享使用，Linux 系统引入了两种链接：硬链接 (hard link) 与软链接（又称符号链接，即 soft link 或 symbolic link）。链接为 Linux 系统解决了文件的共享使用，还带来了隐藏文件路径、增加权限安全及节省存储等好处。

2、硬链接

2.1、硬链接特性说明

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。

硬连接之间没有主次之分，删除某个硬链接，只是将其从目录的数据块中删除相关信息，并且文件链接数减一。不会从inode表中删除inode,除非只剩下一个链接数。

下面举例说明：

#创建文件夹hardlink
[root@localhost ~]# mkdir /hardlink
#在hardlink内创建文件aa.txt
[root@localhost hardlink]# touch 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
[root@localhost hardlink]# ls -il
total 0
51190844 -rw-r--r--. 2 root root 0 Feb  2 13:04 aa.txt
#创建硬链接
[root@localhost hardlink]# ln aa.txt  aa.link
[root@localhost hardlink]# ls -il
total 0
51190844 -rw-r--r--. 2 root root 0 Feb  2 13:04 aa.link
51190844 -rw-r--r--. 2 root root 0 Feb  2 13:04 aa.txt
#往aa.txt文件中写入一些内容
[root@localhost hardlink]# echo "123" >aa.txt
#发现aa.link中也同样可以看到
[root@localhost hardlink]# cat aa.txt
123
[root@localhost hardlink]# cat aa.link
123
#删除aa.txt
[root@localhost hardlink]# rm -f aa.txt
#aa.link依然可以正常查看内容
[root@localhost hardlink]# cat aa.link
123
#l链接数 -1，inode不变
[root@localhost hardlink]# ls -il
total 4
51190844 -rw-r--r--. 1 root root 4 Feb  2 14:00 aa.link

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这个文件夹再创建后就会有两个链接数呢？

[root@localhost hardlink]# ls -ail
total 4
51190841 drwxr-xr-x.  2 root root  21 Feb  2 14:02 .64 dr-xr-xr-x. 20 root root 267 Feb  2 13:02 ..
51190844 -rw-r--r--.  1 root root   4 Feb  2 14:00 aa.link
[root@localhost hardlink]# ls -il /
total 20
51190841 drwxr-xr-x.   2 root root   21 Feb  2 14:02 hardlink
....

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。

2.2、硬链接存在的问题

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、无法创建文件夹的硬链接

[root@localhost hardlink]# ln /hardlink   /test/dir.link
ln: ‘/hardlink’: hard link not allowed for directory

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。

[root@localhost hardlink]# ls -al
total 4
drwxr-xr-x.  2 root root  21 Feb  2 14:02 .
dr-xr-xr-x. 20 root root 267 Feb  2 13:02 ..
-rw-r--r--.  1 root root   4 Feb  2 14:00 aa.link

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。

3、软链接

（又称符号链接，即 soft link 或 symbolic link）：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。

下面举例说明软链接的特性

[root@localhost ~]# mkdir /softlink
[root@localhost ~]# cd /softlink/
[root@localhost softlink]# touch aa.txt
#创建软链接
[root@localhost softlink]# ln -s aa.txt  soft.link
[root@localhost softlink]# ls -il
total 0
1156025 -rw-r--r--. 1 root root 0 Feb  2 15:12 aa.txt
1156029 lrwxrwxrwx. 1 root root 6 Feb  2 15:13 soft.link -> aa.txt

如上可以看出，软连接与原文件并不是同一inode，链接数也没有增加。并且为何连大小也不一样呢？
这里我们写入一些内容到aa.txt中

[root@localhost softlink]# echo "111111111111111111111" >aa.txt
[root@localhost softlink]# ls -il
total 4
1156025 -rw-r--r--. 1 root root 22 Feb  2 15:27 aa.txt
1156029 lrwxrwxrwx. 1 root root  6 Feb  2 15:13 soft.link -> aa.txt

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

再次举例验证：

[root@localhost softlink]# ln -s /usr/bin/ls  ls.link
#ls.link大小正好是 /usr/bin/ls的路径字符串大小
[root@localhost softlink]# ll
total 4
-rw-r--r--. 1 root root 22 Feb  2 15:27 aa.txt
lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Feb  2 15:45 ls.link -> /usr/bin/ls
lrwxrwxrwx. 1 root root  6 Feb  2 15:13 soft.link -> aa.txt

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。

而由于软链接 inode指向的数据块只保存原文件的地址字符串，所以可以跨分区、跨设备创建，并且文件夹也可以创建。当然如果原文件被删除了，链接则也会失效，无法向硬链接那样拥有独立性。

4、软链接与硬链接的区别

1、本质：
硬链接：同一个inode，只是多个名字。
软链接：是不同的文件，inode不同
2、跨分区
硬链接无法跨分区、跨设备建立，软链接可以
3、目录
硬链接无法创建目录硬链接，软链接可以
4、相互关系
硬链接没有主次之分，相互独立
软链接依赖于原文件，原文件被删除，软链接即不可用
5、链接数
硬链接会删除增加会影响链接数，软链接不会，因为inode不一样。
6、相对路径
硬链接创建时，原始文件路径是相对于当前路径。
软链接创建时，原始文件路径是相对于软链接的路径
7、文件类型
硬链接的类型与原始文件类型一致，软链接则会显示 symbolic link
8、创建方式
硬链接创建：ln [原文件] [硬链接]
软链接创建：ln -s [原文件] [软链接]