linux不允许将硬链接指向目录,为什么UNIX/Linux不允许目录硬链【翻译】

8种机械键盘轴体对比

本人程序员&＃xff0c;要买一个写代码的键盘&＃xff0c;请问红轴和茶轴怎么选&＃xff1f;

导语&＃xff1a;

在学习Linux文件系统的硬链接和符号连接时&＃xff0c;我也产生了这个疑问。搜索找到几篇中文资料&＃xff0c;总感觉像是隔靴搔痒&＃xff0c;似懂非懂。改用英文搜索&＃xff0c;找到了这篇文章&＃xff0c;短短几句话&＃xff0c;一针见血&＃xff0c;深入浅出。于是翻译出来与大家分享。

提问&＃xff1a;

教科书中说&＃xff0c;Unix/Linux不允许硬链接指向目录&＃xff0c;但软链接却可以。这是因为目录的硬链接会在文件系统中产生循环吗&＃xff1f;还是因为如果我们给目录创建了硬链接后再删除原目录&＃xff0c;会导致硬链接指向垃圾数据呢&＃xff1f;若只是因为文件系统循环就禁用目录硬链接的话&＃xff0c;那为什么又允许使用目录的软链接呢&＃xff1f;

回答&＃xff1a;

硬链接指向目录是行不通的。因为我们没有办法区分目录和它的硬链接&＃xff0c;两者没有任何区别。

如果允许目录的硬链接&＃xff0c;就有可能产生循环目录或空挂的子目录树&＃xff0c;从而破坏文件系统的有向无环图(directed acyclic graph)结构&＃xff0c;这将使fsck等用于遍历文件树的命令无法运行。

要理解这一点&＃xff0c;我们首先来讨论一下inode。文件系统中的数据储存在磁盘的block中&＃xff0c;每个inode管理着若干个block。我们可以认为这个inode就是文件。但inode无法记录文件名。这时我们需要link来帮忙了。

link是一个指向inode的指针&＃xff0c;同时记录了文件名。目录也是一个inode&＃xff0c;它的blocks保存的数据是若干link。

硬链接也指向inode。观察ls -l的输出&＃xff0c;权限字段后面的那个数字的含义是指向该inode的链接数。大多数普通文件只有一个链接。而创建一个硬链接会使两个链接指向同一个inode。

% ls -l test

ls: test: No such file or directory

% touch test

% ls -l test

-rw-r--r-- 1 danny staff 0 Oct 13 17:58 test

% ln test test2

% ls -l test*

-rw-r--r-- 2 danny staff 0 Oct 13 17:58 test

-rw-r--r-- 2 danny staff 0 Oct 13 17:58 test2

% touch test3

% ls -l test*

-rw-r--r-- 2 danny staff 0 Oct 13 17:58 test

-rw-r--r-- 2 danny staff 0 Oct 13 17:58 test2

-rw-r--r-- 1 danny staff 0 Oct 13 17:59 test3

^

^ this is the link count

现在&＃xff0c;我们可以清楚的发现&＃xff0c;其实根本没有硬链接这个东西。所谓的硬链接其实就是一个link。在上面的例子中&＃xff0c;我们根本没法分辨出test和test2哪个是原文件那个是硬链接(连时间戳都一样)。因为&＃xff0c;这两个文件名指向同样的inode&＃xff0c;指向同样的数据。

% ls -li test*

14445750 -rw-r--r-- 2 danny staff 0 Oct 13 17:58 test

14445750 -rw-r--r-- 2 danny staff 0 Oct 13 17:58 test2

14445892 -rw-r--r-- 1 danny staff 0 Oct 13 17:59 test3

参数-i用于显示文件的inode号。我们可以看到test和test2的inode号相同&＃xff0c;而test3不同。

好了&＃xff0c;如果我们为目录创建一个硬链接&＃xff0c;那么位于文件系统中不同位置的两个目录就会指向同一内容。我们可以让子目录指向祖父目录&＃xff0c;从而产生一个循环。

为什么不能有循环呢&＃xff1f;因为遍历文件树时&＃xff0c;我们没法知道我们是不是在兜圈子(除非一边遍历一边记录inode号)。比如&＃xff0c;du命令会递归地遍历所有子目录来计算磁盘使用量。而循环会让du陷入麻烦&＃xff0c;它不得不做大量的记录工作来完成原本简单的任务。

而符号链接(Symlinks)则是完全不同的一个物种了。它是一类特殊的文件类型&＃xff0c;很多文件系统都支持符号链接。(win系统中的快捷方式就是符号链接————译者注)。注意&＃xff0c;符号链接可以指向一个不存在的文件&＃xff0c;因为它指向文件名而非inode。硬链接则不能指向空文件&＃xff0c;只要硬链接存在就意味着文件存在。

那么为什么du能轻松处理目录的符号链接却不支持目录的硬链接呢&＃xff1f;经过上面的讨论我们知道&＃xff0c;目录的硬链接和普通目录是同一个东西。而符号链接则是一种特殊的文件类型&＃xff0c;du能够检测出来并在遍历文件树时跳过它&＃xff01;

% ls -l

total 4

drwxr-xr-x 3 danny staff 102 Oct 13 18:14 test1/

lrwxr-xr-x 1 danny staff 5 Oct 13 18:13 test2&＃64; -> test1

% du -ah

242M ./test1/bigfile

242M ./test1

4.0K ./test2

242M .

By Danny Dulai & G-Man

背单词英文含义directed acyclic graph有向无环图

symlink / symbol link符号链接/软链接

原文封面图&＃xff1a; 天山 - 2015夏 - Sandii