【Linux】文件系统的inode是什么？软硬链接是什么？了解意义

当我们在 LIiux 中输入 ll-i 指令时，会显示文件信息：

权限、拥有者、所属组等这些我都知道，但是最前面的比如 1051810 是什么，还有权限后面的3和6是什么呢？本章我们就来讲解一下 inode 和硬链接数。

透析文件系统：

在磁盘文件中，包含了文件属性+文件内容，文件属性包含了文件的元信息，每一个文件为了方便查找，会起一个唯一的编号：inode，为了方便理解，inode 号我们可以认为它是一个文件的身份证。

inode 是任何一个文件的属性集合，是储存文件元信息的区域，中文译名为"索引节点"。Linux 中几乎每个文件都有，因为存在大量的文件，为了区分才有的 inode。我们的文件内容一般存在硬盘中，硬盘中会有许多扇区，扇区中的块，块就是用来储存内容的，现在的块一般大小是 4k。

我们日常输入的 ls 和 cat 指令，其实本质就是指令变成进程，在磁盘上找到对应的文件信息和文件内容，把其加载到操作系统上，给到用户。

磁盘结构：

我们先来了解一下磁盘文件系统图：

1 和 2 一般是用来描述 inode 和 data blocks 的使用情况，使用了多少？还剩多少？

inode Table 中包含了文件属性信息，而 Data table 包含了文件的数据，它们的空间使用由对应的位图 Bitmap 决定。

iode Table 中包含了属性 inode ID 和数据 inode blocks[15] 等，数组中的每个下标对应的是使用的块，每一块储存数据后，写入到 blocks 中，每一块是 4kb。

查看文件信息时，就是通过指针或者 inode ID 找到属性，在找到数据；而 inode Bitmap 和 Block Bitmap 是为了查看 inode Table 和 Data Blocks 有哪些被占用，用位图查看比特位的方式。

对常见现象的一些理解：

1、如何理解空文件？

空文件的数据为 0kb，但空文件也有对应的属性信息，所以在 inode Table 上占用了空间，没有在 Data Table 占用空间。

2、创建文件的过程，写入 1kb 是什么过程：

在 touch test.c 后，首先遍历 inode Bitmap，从右向左或者从左向右查找哪个比特位为 0，把它置为 1，随后再区 inode Table 中申请空间给 test.c，填充文件属性信息。

写入 1kb 数据时，先在 Bitmap 中找到 indoe 是几，在 inode Table 中找到 inode {}，找到 int blocks[]，发现没有开辟空间，要去申请空间，扫描 Block Bitmap，置 1 表示占用，把数据写到 bock 块中。

3、如何理解删除数据？

假设要删除 inode 为 1 的文件，只需区 inode Bitmap 中找到对应的比特位，置为 0，找到 inode 对应的数据块，在 Block Bitmap 中置为 0。

通常我们理解的删除并非完全删除，而是假删除，所以我们就能理解，删除文件为何特别快，拷贝时特别慢，删除了文件还可以恢复，因为闪一个文件只需置为无效即可，不会占空间，下次只需覆盖就行。而拷贝文件需要区位图上申请空间，拷贝数据，所以慢。

4、如何理解目录？

目录的 inode 保存在 inode Table 中，blocks 中放的是目录的数据，数据是里面的文件名与其对应的映射关系 inode 号。但是，目录的文件名并不存在于 inode 中，因为 Linux 底下一切皆文件，所以是保存到数据当中，比如 ' . '。

我们的指令都是通过 inode 号到 inode Table 中找的，而不是通过文件名找的。

软硬链接：

软链接指令：

ln -s 文件名 链接文件名

硬链接：

ln 文件名 链接文件名

我们在软链接后，可以看到权限属性，是 L，代表着是软连接文件。

通俗易懂地理解，我们可以把软链接看作是文件的快捷方式，大小特别小；硬链接可以看作是给文件起别名，类似 C++ 的引用，其实 a.out 和 c.out 都是一个文件罢了。

软硬链接的区别：

1、软链接是一个独立的文件，有自己的 inode；

2、硬链接的作用是恢复数据，方便目录之间通过相对路径跳转；

3、目录下多个文件为何硬链接数那么多，因为目录下的 . 和 .. 都是别名。

这个3怎么理解呢？

我们可以看得出，其实 . 和 .. 都是硬链接，它们是上级目录和上上级目录的别名，有的时候看到硬链接数就可以找到底下有多少个目录。

ls -id // 查看上级目录
ls -i  // 查看当前目录

在 inode 中有一个整型变量 ret，可以看作是 count，代表着硬链接数，硬链接加一 ret 加一，当捡到 0 时，才说明文件被干掉了。

其他

Boot Block：

表示分区码，在磁盘分区的开头，起引导找到操作系统代码的作用。

acm：

stat xxx

文件三个时间，a 代表最后访问时间，m 代表文件内容修改时间，c 代表文件属性修改时间。