一、如何理解目錄

所以我們說Linux下一切皆文件，那么目錄是文件嗎？

是的，因為它也有自己的inode，我們可以通過ls -i的命令來查看我們目錄對應(yīng)的inode

目錄的內(nèi)容就是該目錄下文件的文件名和對應(yīng)文件的inode映射關(guān)系，這樣我們就可以在目錄中打開文件

每個目錄創(chuàng)建出來都會有兩個隱藏文件一個是.一個是..，它們的本質(zhì)是什么，它們作為一個文件的屬性和內(nèi)容是什么，通過下面的學(xué)習(xí)我們會知道

二、軟鏈接

我們先來通過ln -s給我們的test目錄上個軟鏈接

我們發(fā)現(xiàn)這個軟鏈接是有自己的inode的，我們前面說過，操作系統(tǒng)只認inode而不是文件名，所以它也是一個獨立的文件，其實它的數(shù)據(jù)塊里保存的是指向的文件的路徑，軟鏈接就相當(dāng)于我們電腦上的快捷方式，我們對軟鏈接進行操作，發(fā)現(xiàn)原文件會發(fā)生變化

當(dāng)我們的原來的文件刪除后，如下圖

我們發(fā)現(xiàn)變紅了，失效了，說明軟鏈接對原文件是有依賴性的，源文件被刪除軟鏈接就會失效

三、硬鏈接

通過命令ln建立硬鏈接

我們可以看到，硬連接的inode與原文件的inode是相同的，我們在前面提到過，這里第三列的2是硬鏈接數(shù)，現(xiàn)在我們可以很清楚地解釋了，硬鏈接數(shù)就是多個文件同時使用一個inode的數(shù)字，有多少文件硬鏈接數(shù)就是多少

我們修改file文件，對應(yīng)的硬連接也會發(fā)生修改，因為它們就是一個文件

當(dāng)我們將file文件刪除，我們會發(fā)現(xiàn)，硬鏈接數(shù)變成了1，并且我們就算打開硬鏈接其中的數(shù)據(jù)也不會消失，這更加證明了操作系統(tǒng)只認inode不認文件名，因為inode結(jié)構(gòu)體中，有一個引用計數(shù)的計數(shù)器，它就是硬鏈接數(shù)，同一inode下，只要引用計數(shù)數(shù)大于0，那么這個文件的所有硬鏈接以及這個文件都共用這個inode，共用一塊空間

但是我們的操作系統(tǒng)是不允許我們自己對目錄建立硬鏈接，原因有四：

• 1.避免文件系統(tǒng)循環(huán)引用：如果允許對目錄創(chuàng)建硬鏈接，可能會形成目錄的循環(huán)引用，例如，目錄 A 通過硬鏈接指向目錄 B，而目錄 B 又通過硬鏈接指向目錄 A，這樣就會形成一個無限循環(huán)，當(dāng)文件系統(tǒng)進行某些操作，如遞歸遍歷目錄樹時，就會陷入死循環(huán)，導(dǎo)致系統(tǒng)資源被無限消耗，最終可能使系統(tǒng)崩潰
• 2.保證文件系統(tǒng)的一致性：目錄在文件系統(tǒng)中起著組織和管理文件的重要作用，其結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性對于文件系統(tǒng)的正常運行至關(guān)重要，硬鏈接的特性使得多個文件名可以指向同一個 inode，如果對目錄創(chuàng)建硬鏈接，可能會破壞目錄結(jié)構(gòu)的清晰性和一致性，例如，一個文件可能會出現(xiàn)在多個不同的目錄層次中，這會讓用戶和系統(tǒng)難以確定文件的真實位置和歸屬，增加文件管理的復(fù)雜性
• 3.簡化文件系統(tǒng)的實現(xiàn)和管理：文件系統(tǒng)通過 inode 和鏈接計數(shù)來管理文件和目錄，對于文件的硬鏈接，鏈接計數(shù)可以準確地反映有多少個文件名指向同一個 inode，但對于目錄來說，如果允許創(chuàng)建硬鏈接，鏈接計數(shù)的管理會變得非常復(fù)雜。因為目錄的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容不僅與自身的 inode 相關(guān)，還與父目錄和子目錄的關(guān)系有關(guān)，增加目錄的硬鏈接會破壞這種簡單的管理機制，使得文件系統(tǒng)的實現(xiàn)和維護變得更加困難
• 4.安全性：目錄的權(quán)限和訪問控制是基于其層次結(jié)構(gòu)進行管理的，如果允許對目錄創(chuàng)建硬鏈接，會使權(quán)限和訪問控制的管理變得復(fù)雜，例如，一個用戶可能通過硬鏈接繞過原本的權(quán)限設(shè)置訪問到其他目錄下的文件，從而破壞了文件系統(tǒng)的安全性

四、目錄中的.和. .

1、.

還記得我們的.的作用是什么嗎，就是定位當(dāng)前目錄，有了它我們才可以進行./相對路徑的定位，通過圖片我們可以發(fā)現(xiàn)，test的inode和test中.的inode是一樣的，這是一個硬鏈接，一個當(dāng)前目錄的硬鏈接，操作系統(tǒng)雖然不讓用戶創(chuàng)建硬鏈接，但是為了方便我們使用相對路徑進行定位，它給我們默認創(chuàng)建這個硬鏈接，并且，這是一個隱藏文件，在搜索的時候默認是不會理會的

2、. .

我們來看一下…的inode，與2_9的.的inode相同，所以…這個就是上級文件2_9的硬鏈接，所以這樣的一切就解釋通了，當(dāng)我們在test目錄下執(zhí)行cd ..指令的時候，其實就是執(zhí)行了cd 2_9

五、靜態(tài)庫

1、生成靜態(tài)庫

由兩個.o文件打包生成一個靜態(tài)庫，其中一個是打印功能，一個是加減乘除法的功能

首先定義一個lib變量mylib.a，表示要生成的靜態(tài)庫文件名lib=mylib.a，然后寫出生成靜態(tài)庫生成所需要依賴的目標文件$(lib):cal.o print.o寫出它們的依賴方法ar -rc $@ $^，這個命令用于將所有的依賴文件$^打包成靜態(tài)庫$@，然后通過c文件生成目標文件對應(yīng)的依賴文件，最后的output是一個發(fā)布規(guī)則， 目標的作用是把編譯好的靜態(tài)庫文件和對應(yīng)的頭文件整理到特定的目錄結(jié)構(gòu)中，這在庫的發(fā)布、分發(fā)以及管理方面有著重要意義

這里的靜態(tài)庫.a文件實際上就是多個.o文件打包而已

然后make一下生成靜態(tài)庫，make output將庫發(fā)布，然后我們把生成的靜態(tài)庫lib復(fù)制到test文件夾中，進行測試，寫一個測試文件

2、靜態(tài)庫的使用

我們發(fā)現(xiàn)它報錯了，沒有找到cal.h頭文件，我們以前就知道，C語言包含頭文件有兩種形式，一種是<>,另一種就是" “，<>表示到系統(tǒng)指定的目錄下尋找頭文件，” "指的是在同級目錄下尋找頭文件，但是我們的頭文件不在我們的同級目錄下，而是在我們的同級目錄lib的下級目錄下，就需要以其他方式來尋找頭文件，一種方法是，把代碼中的路徑補全，另一種方法是，將頭文件拷貝到系統(tǒng)指定目錄中，一般為/usr/local/include/或/usr/local/lib，還有一種方法是，gcc編譯的時候加上-I選項，指定編譯器搜索頭文件的路徑

這樣我們就把頭文件問題解決了，但是我們還是沒辦法進行編譯，因為它們無法進行鏈接，這是由于gcc的默認搜索路徑為動態(tài)庫lib64/libc.so和靜態(tài)庫lib64/libc.a，所以我們要進行指定搜索路徑

這里的gcc main.c -I ./lib/include -L ./lib/mylib/ -lmylib生成可執(zhí)行程序有三個選項

• -I是指定頭文件搜索路徑
• -L是指定庫文件搜索路徑路徑，如果
• -l是指定庫路徑下要鏈接的庫名

另一種方式就是安裝庫，把頭文件.h復(fù)制到指定目錄usr/include和庫文件.a復(fù)制到指定目錄lib64中，還有一種方式就是建立軟鏈接，不過軟鏈接類似于上面路徑補全的方式#include <mysoftlink/cal.h>大概這個樣子，因為我們軟鏈接的內(nèi)容就是指向位置的路徑

我們把靜態(tài)庫刪掉看看，程序是不是還能跑

六、動態(tài)庫

1、動態(tài)庫生成

我們拿同樣的程序進行動態(tài)庫的生成

這里在生成.o文件是要使用gcc的-fPIC選項，這個選項的作用是產(chǎn)生與位置無關(guān)碼，主要是為了讓生成的代碼不依賴于特定的內(nèi)存地址，從而使動態(tài)庫可以被加載到任意的內(nèi)存地址并正確運行

生成.so文件時的-shared選項就是要生成動態(tài)庫文件，因為動態(tài)庫也叫共享庫

2、動態(tài)庫使用

我們把動態(tài)庫放到test文件夾中，創(chuàng)建一個main.c測試文件，在make的時候又遇到了找不到頭文件的錯誤

我們按照使用靜態(tài)庫的方法使用動態(tài)庫，發(fā)現(xiàn)雖然生成了可執(zhí)行文件，但是連接不到動態(tài)庫

我們使用ldd a.out指令查看可執(zhí)行文件a.out連接的庫，發(fā)現(xiàn)動態(tài)庫這里是not found的

使用file a.out可以看到dynamically linked(uses shared libs)a.out連接的就是動態(tài)庫

所以我們也有方法去解決這些問題

1、拷貝到系統(tǒng)默認的庫路徑usr/lib64 或lib64（最常用，因為我們使用的庫多數(shù)都是成熟庫）

2、在系統(tǒng)默認的庫路徑usr/lib64或lib64下建立軟鏈接

3、將自己的庫所在的路徑，添加到系統(tǒng)的環(huán)境變量LD_LIBRARY_PATH中

4、在etc/ld.so.conf.d 建立自己的動態(tài)庫路徑的配置文件，然后使用命令ldconfig更新一下配置即可

總結(jié)

以上為個人經(jīng)驗，希望能給大家一個參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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