目錄、目錄項、文件名、inode、軟硬鏈接的關系


對於Unix系列的操作系統,大多都有v節點。但是對於linux來說,只有通用的i節點,卻沒有v節點。

下面來探討一下,linux下的i節點。

 

linux中,文件查找不是通過文件名稱來查找的。實際上是通過i節點來實現文件的查找定位的。我們可以形象的將i節點看做是一個指針fip。當文件存儲到磁盤上去的時候,文件肯定會存放到一個磁盤位置上,可以這樣想象,既然文件數據是存放在磁盤上的,如果我們知道這個文件數據的地址,當我們想要讀寫文件的時候,我們是不是直接使用這個地址去找到文件就可以了呢?

      

      是的,linux下,i節點其實就是可以這么認為,把i節點看作是一個指向磁盤上該文件存儲區的地址。只不過這個地址我們一般是沒辦法直接使用的,而是通過文件名來間接使用的。事實上,i節點不僅包含了文件數據存儲區的地址,還包含了很多信息,比如數據大小,等等文件信息。但是i節點是不保存文件名的。文件名是保存在一個目錄項中。每一個目錄項中都包含了文件名和i節點。

    

     我們可以通過一個圖來看看目錄項,i節點,文件數據四者之間的關系。

從上圖可以看到,目錄項中包含了文件名和i節點。

 

同時,你會發現上圖中,目錄項A和目錄項B的i節點指向同一個存儲區,其中這個存儲區存放的是printf("ha")的數據。

也就是意味着helloA.c和helloB.c的內容是一樣的。

 

這就引出了一個硬鏈接符號鏈接的概念

 

硬鏈接  ln -d

 

符號鏈接 ln -s。

要想得到helloA.c和helloB.c這種關系,我們可以使用如下命令:

#ln -d  helloA.c  helloB.c 

 

這樣,就得到了helloA.c的硬鏈接helloB.c

 

對於硬鏈接來說。如果刪掉源文件helloA.c,那么磁盤上數據文件時不會刪除的。因為i節點上記錄了該文件的硬鏈接數。只有硬鏈接數是0的時候,刪除文件名的時候,該數據在磁盤上才會刪除。

也就是說。這里,如果我們使用命令:

# rm  -rf  helloA.c 

 

helloB.c同樣可以正常使用,其內容就是printf("ha");

 

但是如果是符號鏈接:

 

#ln -s  helloB.c  helloC.c 

 

這就是所謂的符號鏈接,符號鏈接其實是文件索引的索引。當源文件helloB.c刪除之后,其實磁盤數據文件還在,helloC.c也無法使用。

符號鏈接包含了一個文件名的路勁,如果這個文件名被刪除,這符號鏈接自然就不能正常工作了。

 

i節點包含了大多數與文件有關的信息:文件類型、文件訪問權限bit、文件長度、以及指向該文件所占用的數據塊位置的指針。stat結構里面大部分的信息都是取自於i節點,除了兩項:

文件名和i節點編號

(inode編號的數據類型是ino_t)

 

總結-目錄,目錄項,索引節點的關系

在Linux操作系統中,目錄就是目錄文件。

一個目錄文件包含了一組目錄項,目錄項是放在data block中的。(參考《Unix環境高級編程》Page87)

一個目錄項主要包括了文件名和索引節點號,索引節點號是指向索引節點表( system inode table )中對應的索引節點的。 或者這樣解釋一下目錄項( 這是大家一起討論出來的 ),因為目錄可以包含子目錄,目錄是可以層層嵌套的,所以形成文件路徑,而文件路徑中的每一部分就是所謂的目錄項(dentry)。

注:內核后來的版本采用ext文件系統時,目錄項中就不是存放索引節點號,然后找到索引節點表,再找到索引節點了。而是目錄項中存放文件名和一個指向索引節點的指針。

索引節點就是文件系統處理文件所需要的所有信息都存放在稱為索引節點的數據結構中。主要就是文件的屬性,包括鏈接數、文件所有者、文件建立和修改的時間,文件在磁盤的位置,文件大小、使用權限等等。

 


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