Linux文件索引节点相关概念

一.  概念

1.  inode（index node）表中包含文件系统所有文件列表

一个节点 （索引节点）是在一个表项，包含有关文件的信息（ 元数据 ），包括：

• 文件类型，权限，UID，GID

• 链接数（指向这个文件名路径名称个数）

• 该文件的大小和不同的时间戳

• 指向磁盘上文件的数据块指针

• 有关文件的其他数据

• inode  索引节点编号

       2. inode 表结构

           

3. inode号

系统中将目录下的文件名和文件inode号之间的映射作为目录的数据存放；人们通过文件名进行操作时，系统会通过对应路径目录的inode号找到目录的inode表数据，进而通过数据指针指向目录的数据，匹配文件名，得到文件的inode号；再到inode表中找到此文件的表项，再由文件数据指针指向真正的文件数据。

i.  系统中同一分区的索引节点编号是唯一的，即在一个分区中，索引编号相同的文件指向的数据是同一个;（硬链接）

ii.  系统中每个分区的索引节点划分是独立的，不同分区的索引节点编号可能相同，但不是同一个文件；

iii.  分区中的索引节点编号是有限的；当分区中索引节点编号用完后，新建文件夹会提示系统内存不足，导致新建失败；但系统中仍有剩余磁盘空间，原因是索引节点编号不足，无法为文件分配节点编号，因而新建失败。

   ls -i                                 查看文件节点编号
   df -i                                 查看分区节点编号使用情况
   echo file{1..500000} |xargs touch     批量新建大量文件；参数过多，touch无法直接创建
   echo file{1..500000} |xargs rm        批量删除大量文件；参数过多，rm无法直接删除

4. 文件操作与inode的关系

        i.  cp命令执行原理

               系统分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目；在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联；拷贝数据生成新的文件

       ii.  rm 命令执行原理

               链接数递减，减到零后，进而释放inode号，被系统重用；把数据块放在空闲列表中；删除目录项；数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖。

       iii.  mv命令执行原理

              如果mv命令的目标和源在相同的文件系统，作为mv 命令用新的文件名创建对应新的目录项；删除旧目录条目对应的旧的文件名；不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据   被移动！

              如果目标和源在一个不同的文件系统， mv相当于cp和rm

二 . 软连接与硬链接

1. 硬链接

    创建方式：   ln filename  filename2 

          a. 硬链接的新建是为同一inode号添加文件名  （本质是在目录条目里为inode号增添一个文件名映射，指向同一个inode表数据，因此数据相同）

          b. 新建硬链接，链接数增加（链接数实质就是 inode号 对应文件名的个数；当 inode 号映射的文件名不存在时，此 inode号就会被系统回收重用）

          c. 硬链接文件和原文件之间数据共享，但又互相独立；（修改其中任意一个文件的数据，其他的文件数据都会改变，因为共用同一数据指针；删除其中任意一个文件，链接数减少，即减少一个inode和文件名之间的映射，但对数据指针没影响，所以其他文件数据没影响）

          d. 不能跨分区创建硬链接 （各分区之间 inode 互相独立）

          e. 不能对目录创建硬链接 （目录最多有三个硬链接，目录本身，目录下的 . ，子目录下的 ..）

2.  软连接

    1. 创建方式： ln -s file_path file_link    file_path :原文件绝对路径或原文件相对与 file_link 的相对路径， 推荐使用相对路径，可移植性强
    2. readlink file_link                     读取软连接原始文件路径
    3. 软连接指向新文件
         rm -f file_link                      删除原软连接
         ln -s newfile_path file_link         创建新软连接

          a.  软链接实质是新建一个文件快捷方式，存放的数据是原文件的文件名，文件数据大小是原文件名字的字节数；访问时通过文件名指向到原文件数据

          b.  软链接支持跨分区  （通过原始文件路径进行映射）

          c.  可以创建目录软连接

          d.  软连接文件依赖于原始文件 ；删除原始文件，软链接文件会失效