ln命令

我們用ln命令創(chuàng)建硬鏈接或者軟鏈接。其語法為：

ln [options] file link

此命令的第一種形式會創(chuàng)建一個指向file的新的鏈接，其中options選項，我們只記住一個就行，-s表示創(chuàng)建軟鏈接，而默認會創(chuàng)建硬鏈接。例如：

# ln -s /usr/src/linux-2.6.32 /usr/src/linux

這里，我們創(chuàng)建了一個符號鏈接/usr/src/linux，指向真實的Linux源代碼目錄/usr/src/linux-2.6.32。

我們再舉一個例子，演示一下軟鏈接與硬鏈接的區(qū)別，我們創(chuàng)建一個myfile文件，然后再創(chuàng)建一個指向該文件的軟鏈接myslink和硬鏈接myhlink：

$ $ echo "an example." > myfile
$ ln -s myfile myslink
$ ls myfile myhlink

使用stat檢查前述文件：

$ stat my*
  File: `myfile'
  Size: 12          Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d    Inode: 11552       Links: 2
Access: (0664/-rw-rw-r--)  Uid: (  500/     wjm)   Gid: (  500/     wjm)
Access: 2016-08-10 03:59:54.421017669 +0800
Modify: 2016-08-10 03:59:54.421017669 +0800
Change: 2016-08-10 04:00:08.689000105 +0800
  File: `myhlink'
  Size: 12          Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d    Inode: 11552       Links: 2
Access: (0664/-rw-rw-r--)  Uid: (  500/     wjm)   Gid: (  500/     wjm)
Access: 2016-08-10 03:59:54.421017669 +0800
Modify: 2016-08-10 03:59:54.421017669 +0800
Change: 2016-08-10 04:00:08.689000105 +0800
  File: `myslink' -> `myfile'
  Size: 6           Blocks: 0          IO Block: 4096   symbolic link
Device: fd00h/64768d    Inode: 11553       Links: 1
Access: (0777/lrwxrwxrwx)  Uid: (  500/     wjm)   Gid: (  500/     wjm)
Access: 2016-08-10 04:00:03.784997923 +0800
Modify: 2016-08-10 04:00:03.784997923 +0800
Change: 2016-08-10 04:00:03.784997923 +0800

仔細觀察myfile和myhlink，發(fā)現它們指向同一個inode（inode號同為11552）。硬鏈接數（Links字段）同為2，這表示有兩個目錄項指向該inode，每增加一個硬鏈接Links字段值就會增加1。而myslink文件，我們發(fā)現它的inode號與前兩個不同，其訪問權限為0777。我們刪除myhlink這個硬鏈接，看看會出現什么變化？這次我們用ls -il命令來查看：

$ rm myfile

$ ll -li
total 4
11552 -rw-rw-r-- 1 wjm wjm 12 Aug 10 03:59 myhlink
11553 lrwxrwxrwx 1 wjm wjm  6 Aug 10 04:00 myslink -> myfile

$ cat myhlink
an example.

$ cat myslink
cat: myslink: No such file or directory

ls命令的-i選項也可以輸出文件的inode號。輸出信息的第三列為硬鏈接數，我們發(fā)現刪除了myfile文件后，myhlink的硬鏈接數已經由2變?yōu)?了,但是原myfile文件的數據依然可以通過myhlink這個硬鏈接訪問，因為硬鏈接是通過文件的inode號來訪問文件數據的。然而通過myslink軟鏈接卻無法再訪問原myfile文件的數據了，因為軟鏈接實質上是一個指向目標文件的全路徑，這個路徑中任何一個環(huán)節(jié)斷裂，都會使這個軟鏈接失效。

追隨鏈接

自從了軟連接，當你要備份、復制或者移動目錄或者文件時候，會出現是否要“追隨鏈接”的問題。如果是，則會復制鏈接所指向的對象；如果不是，則僅僅操作鏈接本身。

通常如tar或cp之類的命令工具會給出是否追隨鏈接的選項。如cp，你可以使用-L選項表示追隨鏈接（復制鏈接所指向的目標），或者用-P表示不追隨鏈接（復制鏈接本身）。如下例：

$ mkdir dir1
$ ln -s /tmp/a.txt dir1/slink
$ cp -rL dir1 dir2
$ ls -l dir2
total 0
-rw-rw-r-- 1 wjm wjm 0 Aug  6 17:02 slink

這里我們在dir1目錄下創(chuàng)建了一個軟鏈接，當用-L選項將其復制到dir2目錄下時，我們看到dir2目錄下的slink現在成為一個普通文件。如果使用-P選項（保存鏈接）復制，則復制后的文件依然是一個軟鏈接：

$ cp -rP dir1 dir3
$ ls -l dir3
total 0
lrwxrwxrwx 1 wjm wjm 10 Aug  6 17:07 slink -> /tmp/a.txt

假如沒有明確指定-L或者-P選項，則cp的默認行為將隨版本而定。

目錄的硬鏈接

前文提到過，無法對一個目錄創(chuàng)建硬鏈接。但其實目錄是存在硬鏈接的，只是這個硬鏈接是系統(tǒng)自動創(chuàng)建的，而我們不能手動創(chuàng)建。當我們用mkdir創(chuàng)建一個空目錄時，會發(fā)現這個目錄的硬鏈接數為2，例如：

$ ls -dl ~
drwx------. 6 wjm wjm 4096 Aug 10 04:25 /home/wjm

$ cd ~
$ mkdir mydir

$ ls -dli ~
8605 drwx------. 7 wjm wjm 4096 Aug 10 04:25 /home/wjm

$ ls -dli mydir
11556 drwxrwxr-x 2 wjm wjm 4096 Aug 10 04:25 mydir

原先/home/wjm目錄的硬鏈接數量為6，當在/home/wjm下創(chuàng)建了一個空目錄mydir后，它的硬鏈接數量變成了7，而這個空目錄mydir的硬鏈接數為2。這是為什么呢？原因是任何一個目錄下，都有兩個隱藏的硬鏈接：

ls -ali mydir
total 8
11556 drwxrwxr-x  2 wjm wjm 4096 Aug 10 04:25 .
 8605 drwx------. 7 wjm wjm 4096 Aug 10 04:25 ..

我們看到mydir目錄下有兩個隱藏的硬鏈接，使用ls的-a選項才能使其列出來。其中一個硬鏈接是“.”，指向的inode號為11556，就是mydir這個目錄本身的inode號；另一個是“..”，通過inode號我們發(fā)現它指向了其父目錄/home/wjm。因此，當創(chuàng)建了空目錄mydir后，mydir的硬鏈接數為2，而其父目錄的硬鏈接數加1。所以一個目錄的硬鏈接數=其子目錄數+2。

這種硬鏈接是系統(tǒng)自動為我們創(chuàng)建的，而當你試圖手動創(chuàng)建一個指向目錄的硬鏈接時，系統(tǒng)一定會報錯阻止你這樣做。為什么呢？

其實在UNIX操作系統(tǒng)的歷史上，對目錄創(chuàng)建硬鏈接曾經是允許的。但人們發(fā)現，這樣做會出現很多問題，尤其是一些對目錄樹進行遍歷操作的如fsck、find等命令無法正確執(zhí)行。在《Unix高級環(huán)境編程》中提到作者Steven在自己的系統(tǒng)上做過實驗，結果是：創(chuàng)建目錄硬鏈接后，文件系統(tǒng)變得錯誤百出。因為這樣做會破壞文件系統(tǒng)的樹形結構，可能會使目錄之間出現環(huán)。例如：

$ ln ~ ~/mydir/myhdir_link
ln: `/home/wjm': hard link not allowed for directory

$ ln -s ~ ~/mydir/myhdir_link

這里第一條命令我們試圖在mydir目錄下創(chuàng)建一個硬鏈接指向其父目錄，然而失敗了。因為這使得/home/wjm和/home/wjm/mydir兩個目錄之間形成一個環(huán)，我們無法再區(qū)分這兩者誰是父目錄誰是子目錄了。然而第二條命令創(chuàng)建一個指向其父目錄的軟鏈接卻可以成功，難道這樣不是同樣形成了一個環(huán)嗎？

為什么軟鏈接可以指向目錄而硬鏈接不行呢？根本原因在于軟鏈接實質上是一個文件，而硬鏈接實質上是一個目錄項（dentry）。在linux系統(tǒng)中，每個文件(目錄也是文件，軟鏈接也是文件)都對應著一個inode結構，其中inode數據結構中包含了文件類型(目錄，普通文件，符號連接文件等等)的信息，也就是說操作系統(tǒng)在遍歷目錄時可以判斷出符號連接。既然可以判斷出符號連接當然就可以采取一些措施來防范進入死循環(huán)了，系統(tǒng)在連續(xù)遇到8個符號連接后就停止遍歷，這就是為什么對目錄符號連接不會進入死循環(huán)的原因了。而“硬鏈接”本質上是“目錄項”的同義詞。當一個目標第一次被創(chuàng)建，就會為它創(chuàng)建一個目錄項，這其實就是硬鏈接。大多數人常常把“硬鏈接”聯想成為一個已有的對象創(chuàng)建一個額外的目錄項，但其實是原來的目錄項沒有任何特殊，所有的硬鏈接都是平等的，所以Linux內核沒有方法能識別出哪個是“原文件”哪個是“硬鏈接”。這樣對于由于目錄硬鏈接而形成的環(huán)就無法進行合適的處理。

但是根目錄是一個特例。我們觀察：

$ ls -dli /
2 dr-xr-xr-x. 22 root root 4096 Aug 10 00:50 /


$ ls -ali /
total 102
     2 dr-xr-xr-x. 22 root root  4096 Aug 10 00:50 .
     2 dr-xr-xr-x. 22 root root  4096 Aug 10 00:50 ..
... ...

可見這里根目錄的inode號為2，而且根目錄下的指向其父目錄的隱藏硬鏈接（..）也指向了自身。

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