储存文件元信息的区域叫做inode, 每一个文件都有对应的inode
inode包含的文件元信息
* 文件的字节数
* 文件数据block的位置
* 链接数,即有多少文件名指向这个inode
* 文件的读、写、执行权限
* 文件拥有者的User ID
* 文件的Group ID
* 文件的时间戳,共有三个:ctime创建时间,mtime修改时间,atime访问时间。
可以用stat命令,查看某个文件的inode信息:
stat example.txt
inode号码
每个inode都有一个唯一号码,用来识别不同的文件。
这里值得重复一遍,Unix/Linux系统内部不使用文件名,而使用inode号码来识别文件。
对于系统来说,文件名只是inode号码便于识别的别名。
表面上,用户通过文件名,打开文件。 实际上,系统内部这个过程分成三步:
- 系统找到这个文件名对应的inode号码;
- 通过inode号码,获取inode信息;
- 根据inode信息,找到文件数据所在的block,读出数据。
使用ls -i命令,可以看到文件名对应的inode号码:
ls -i example.txt
inode的大小
硬盘格式化的时候,操作系统自动将硬盘分成两个区域。
一个是数据区,存放文件数据;另一个是inode区(inode table),存放inode所包含的信息。
每个inode节点的大小,一般是128字节或256字节。
inode节点的总数,在格式化时就给定,一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。
假定在一个1GB的硬盘中,每个inode节点的大小为128字节,每1KB就设置一个inode,
那么inode table的大小就会达到128MB,占整个硬盘的12.8%。
由于每个文件都必须有一个inode,因此有可能发生inode已经用光,但是硬盘还未存满的情况。
这时,就无法在硬盘上创建新文件。
查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量,可以使用df命令。
df -i
查看每个inode节点的大小,可以用如下命令:
sudo dumpe2fs -h /dev/sda | grep "Inode size"
硬链接
一般情况下,文件名和inode号码是"一一对应"的关系,每个inode号码对应一个文件名。
但是,Unix/Linux系统允许,多个文件名指向同一个inode号码。
这意味着,可以用不同的文件名访问同样的内容;对文件内容进行修改,会影响到所有文件名;
但是,删除一个文件名,不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为"硬链接"(hard link)。
反过来,删除一个文件名,就会使得inode节点中的"链接数"减1。
当这个值减到0,表明没有文件名指向这个inode,系统就会回收这个inode号码,以及其所对应block区域。
软链接
文件A和文件B的inode号码虽然不一样,但是文件A的内容是文件B的路径。
读取文件A时,系统会自动将访问者导向文件B。因此,无论打开哪一个文件,最终读取的都是文件B。
这时,文件A就称为文件B的"软链接"(soft link)或者"符号链接(symbolic link)。
这意味着,文件A依赖于文件B而存在,如果删除了文件B,打开文件A就会报错:"No such file or directory"。
这是软链接与硬链接最大的不同:文件A指向文件B的文件名,而不是文件B的inode号码,
文件B的inode"链接数"不会因此发生变化。
目录文件
Unix/Linux系统中,目录(directory)也是一种文件。打开目录,实际上就是打开目录文件。
目录文件的内容是一系列目录项(dirent)的列表。
每个目录项,由两部分组成:所包含文件的文件名,以及该文件名对应的inode号码。
ls -i命令列出整个目录文件,即文件名和inode号码:
ls -i /etc
关于目录文件的"链接数"
创建目录时,默认会生成两个目录项:"."和".."。
前者的inode号码就是当前目录的inode号码,等同于当前目录的"硬链接";
后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码,等同于父目录的"硬链接"。
所以,任何一个目录的"硬链接"总数,总是等于2加上它的子目录总数(含隐藏目录)。