Linux: ln命令, 创建文件链接

时间：2023-3-1 20:50 作者：wen 分类： Linux

链接也分软硬

我们先来介绍一下软链接和硬链接的概念。

软链接，全称是软链接文件，英文叫作 symbolic link。这类文件其实非常类似于 Windows 里的快捷方式，这个软链接文件（假设叫 VA）的内容，其实是另外一个文件（假设叫 B）的路径和名称，当打开 A 文件时，实际上系统会根据其内容找到并打开 B 文件。

而硬链接，全称叫作硬链接文件，英文名称是 hard link。这类文件比较特殊，这类文件（假设叫 A）会拥有自己的 inode 节点和名称，其 inode 会指向文件内容所在的数据块。与此同时，该文件内容所在的数据块的引用计数会加 1。当此数据块的引用计数大于等于 2 时，则表示有多个文件同时指向了这一数据块。一个文件修改，多个文件都会生效。当删除其中某个文件时，对另一个文件不会有影响，仅仅是数据块的引用计数减 1。当引用计数为 0 时，则系统才会清除此数据块。

如果上述内容理解起来非常困难，那么还请花些时间阅读一下《UNIX 环境高级编程》的相关章节，要确保理解这部分知识，才更有助于深入掌握 ln 命令。

ln 命令的基本格式如下：

[root@localhost ~]# ln [选项] 源文件 目标文件

选项：

-s：建立软链接文件。如果不加 "-s" 选项，则建立硬链接文件；
-f：强制。如果目标文件已经存在，则删除目标文件后再建立链接文件；

建立属于你的第一个硬链接

硬盘上已经有了一个文件，叫作 source.txt，我想针对这个文件建一个硬链接文件，名字叫作 hardsource.txt：

#我们的原文件 
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$ cat source.txt 
chgrp 用户名 文件名 -R chown 用户名 文件名 -R -R 表示递归目录下所有文件 
#先通过ll看看文件信息, 注意开头的"-", 表示这是一个普通文件 
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$ ll source.txt 
-rwxrwxr-x 1 wenxk wenxk 95 Nov 17 15:54 source.txt* 
#用ln命令建立硬链接 
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$ ln source.txt hardsource.txt 
#我们通过ls -i查看两个文件的inode, 发现是完全相同的, 表示它们指向的是同一数据块 
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$ ll -i source.txt hardsource.txt 
40751 -rwxrwxr-x 2 wenxk wenxk 95 Nov 17 15:54 hardsource.txt* 
40751 -rwxrwxr-x 2 wenxk wenxk 95 Nov 17 15:54 source.txt*

首先，用 ln source.txt hardsource.txt 建立了一个 source.txt 文件的硬链接文件。然后，用 ll -i 命令查看了文件的信息。其中，-i选项表示列出每个文件的 inode 节点 ID，可以发现 source.txt 和 hardsource.txt 的 inode 号完全一致，都是 40751 ，这就说明它们都指向了同一个数据块。

这就是硬链接，属于我们的第一个硬链接文件。

有一点要注意，硬链接不允许跨分区来建立，也不允许跨文件系统来建立，即使是同一类型的文件系统也不行，这主要是受限于 inode 指向数据块的名字空间。所以，记住，硬链接只能在同一个分区内建立。

建立属于你的第一个软链接

建立一个 source.txt 文件的软链接，名字叫作 softsource.txt。

#用ln -s来建立软链接
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$ ln -s source.txt softsource.txt

#查看文件i节点信息
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$ ll -i source.txt softsource.txt
40759 lrwxrwxrwx 1 wenxk wenxk  10 Nov 22 14:28 softsource.txt -> source.txt*
40751 -rwxrwxr-x 2 wenxk wenxk 108 Nov 22 14:25 source.txt*
wenxk@LAPTOP-7QAJBP6L:~$

我们依然使用 ll -i 命令查看，发现软链接文件 softsource.txt 和源文件 source.txt 的 inode 号是不一样的，这说明它们完全指向两个不同的数据块。而且，细心的朋友能够观察到软链接文件的权限栏首字符为 l（L的小写字母），这也是软链接文件区别于普通文件的地方之一。

如果这个时候，我们删除了 source.txt 文件，则软链接 softsource.txt 就会变成红色字体。这表示警告，说明这是一个有问题的文件，无法找到它所标识的目标文件 source.txt 啦。

为什么 ln 不允许硬链接到目录

Linux 系统中的硬链接有两个限制：

不能跨越文件系统。
不允许普通用户对目录作硬链接。

至于第一个限制，很好理解，而第二个就不那么好理解了。

我们对任何一个目录用 ls-l 命令都可以看到其链接数至少是 2，这也说明了系统中是存在基于目录的硬链接的，而且命令 ln-d（-d选项表示针对目录建立硬链接）也允许 root 用户尝试对目录作硬链接。这些都说明了系统限制对目录进行硬链接只是一个硬性规定，并不是逻辑上不允许或技术上不可行。那么操作系统为什么要进行这个限制呢？

这是因为，如果引入了对目录的硬连接就有可能在目录中引入循环链接，那么在目录遍历的时候系统就会陷入无限循环当中。也许有人会说，符号连接不也可以引入循环链接吗，那么为什么不限制目录的符号连接呢？

原因就在于，在 Linux 系统中，每个文件（目录也是文件）都对应着一个 inode 结构，其中 inode 数据结构中包含了文件类型（目录、普通文件、符号连接文件等）的信息，也就是说，操作系统在遍历目录时可以判断出其是否是符号连接。既然可以判断出它是否是符号连接，当然就可以采取一些措施来防范进入过大过深的循环层次，于是大部分系统会规定在连续遇到 8 个符号连接后就停止遍历。但是对于硬链接，由于操作系统中采用的数据结构和算法限制，目前是不能防范这种死循环的。

基于这样的考虑，系统不允许普通用户建立目录硬链接。

ln 命令的 -n 选项有点绕

ln 命令里面有一个-n选项，它的官方解释是这样的：

-n, --no-dereference 
      treat destination that is a symlink to a directory as if it were a normal file.

这个选项理解起来的确有些难度，为此，我们模拟了一个操作过程，以便让大家能更好地理解。

第一步：建立两个文件夹 a 和 b

[roc@roclinux ~]$ mkdir a b
[roc@roclinux ~]$ ls -F
a/  b/

第二步：针对 a 目录创建软链接 c。

[roc@roclinux ~]$ ln -s a c
[roc@roclinux ~]$ ls -li
总用量 8
2235012 drwxrwxr-x 2 roc roc 4096 3月   1 00:47 a
2235013 drwxrwxr-x 2 roc roc 4096 3月   1 00:47 b
2235009 lrwxrwxrwx 1 roc roc    1 3月   1 00:48 c -> a

第三步：精髓就在这一步。

#我们再针对b目录创建软链接c, 造成了软链接c的重复定义
[roc@roclinux ~]$ ln -s b c

#软链接c并没有指向b, 上一条命令似乎并没有生效
[roc@roclinux ~]$ ls -li
总用量 8
2235012 drwxrwxr-x 2 roc roc 4096 3月   1 00:48 a
2235013 drwxrwxr-x 2 roc roc 4096 3月   1 00:47 b
2235009 lrwxrwxrwx 1 roc roc    1 3月   1 00:48 c -> a

#我们进入到软链接c(也就是a目录)中看一看
[roc@roclinux ~]$ cd c/

#竟然发现了一个软链接b指向目录b, 而且是死链
[roc@roclinux c]$ ls -li
总用量 0
2235010 lrwxrwxrwx 1 roc roc 1 3月   1 00:48 b -> b

可以看到，ln 会在 c 软链接目录（也就是 a 目录）里面创建一个 b 的软链接文件，且指向 b 目录，但很明显，这不是你的本意。

如果换成 ln-sn b c，那么结果就变了，我们一起来看。

#加上-n选项后, 系统发现了软链接重复定义的问题, 于是报错了
[roc@roclinux ~]$ ln -sn b c
ln: 创建符号链接 "c": 文件已存在

#我们使用-f(--force)来强制建立软链接, 看看效果
[roc@roclinux ~]$ ln -snf b c

#看, 原来指向a的符号链接c, 现在已经乖乖地指向b了
[roc@roclinux ~]$ ls -li
总用量 8
2235012 drwxrwxr-x 2 roc roc 4096 3月   1 00:51 a
2235013 drwxrwxr-x 2 roc roc 4096 3月   1 00:47 b
2235009 lrwxrwxrwx 1 roc roc    1 3月   1 00:51 c -> b