Linux硬链接详解

课程介绍

接下来我们学习硬链接。硬链接与软链接不同，它指向文件的inode，本质上和原文件是同一个东西。用ln命令创建，不需要-s选项。硬链接不能指向目录，也不能跨文件系统。删除原文件不会影响硬链接，因为它们共享同一个inode。了解硬链接能帮你更好地理解Linux文件系统。

1. 什么是硬链接

基本概念

硬链接（Hard Link）是Linux系统中的一种特殊文件类型，它允许将一个文件关联到另一个文件名。与软链接不同，硬链接不是指向原始文件的指针，而是直接指向文件内容的索引节点（inode）。

硬链接的特点

• 直接指向inode：硬链接与原始文件共享同一个inode
• 本质相同：硬链接和原始文件在本质上是同一个文件，只是拥有不同的文件名
• 不可跨文件系统：硬链接不能在不同的文件系统之间创建
• 不能指向目录：硬链接只能指向文件，不能指向目录

2. 创建硬链接的命令语法

基本语法

ln 被链接的文件 链接的目的地

参数说明

• ln：创建链接的命令
• 被链接的文件：原始文件的路径（可以是相对路径或绝对路径）
• 链接的目的地：要创建的硬链接的路径和名称

注意：与创建软链接不同，创建硬链接时不需要使用-s选项

3. 实例演示：创建硬链接

场景描述

假设我们有一个名为original.txt的文件，我们希望创建一个硬链接hardlink.txt指向它。

操作步骤

# 1. 创建原始文件
cat > original.txt << EOF
这是一个测试文件，用于演示硬链接的创建和使用。
EOF

# 2. 查看原始文件的inode信息
ls -li original.txt

# 3. 创建硬链接
ln original.txt hardlink.txt

# 4. 查看硬链接的inode信息
ls -li original.txt hardlink.txt

# 5. 修改原始文件内容
echo "这是添加的内容" >> original.txt

# 6. 查看硬链接文件内容
cat hardlink.txt

输出示例

# 创建原始文件
$ cat > original.txt << EOF
> 这是一个测试文件，用于演示硬链接的创建和使用。
> EOF

# 查看原始文件的inode信息
$ ls -li original.txt
1234567 -rw-r--r--. 1 user user 50 Jan 17 15:30 original.txt

# 创建硬链接
$ ln original.txt hardlink.txt

# 查看硬链接的inode信息
$ ls -li original.txt hardlink.txt
1234567 -rw-r--r--. 2 user user 50 Jan 17 15:30 original.txt
1234567 -rw-r--r--. 2 user user 50 Jan 17 15:30 hardlink.txt

# 修改原始文件内容
$ echo "这是添加的内容" >> original.txt

# 查看硬链接文件内容
$ cat hardlink.txt
这是一个测试文件，用于演示硬链接的创建和使用。
这是添加的内容

1. inode共享

硬链接与原始文件共享同一个inode，这是硬链接的核心特性。在ls -li命令的输出中，第一列显示的是文件的inode号，硬链接和原始文件的inode号完全相同。

2. 链接计数

在ls -l命令的输出中，第三列显示的是文件的链接计数（硬链接数量）。当创建一个硬链接时，链接计数会增加1；当删除一个硬链接或原始文件时，链接计数会减少1。只有当链接计数为0时，文件内容才会被真正删除。

3. 权限相同

硬链接与原始文件拥有相同的权限设置，因为它们指向同一个inode。

4. 内容同步

由于硬链接与原始文件共享同一个inode，所以对任何一个文件的修改都会立即反映到另一个文件中。

5. 跨目录支持

硬链接可以在同一个文件系统的不同目录中创建，但不能跨文件系统。

4. 硬链接与软链接的区别

特性	硬链接	软链接
指向对象	inode	文件路径
跨文件系统	不支持	支持
指向目录	不支持	支持
原始文件删除	仍可访问	失效
文件类型标识	与原文件相同	显示为l（link）
权限设置	与原文件相同	显示为lrwxrwxrwx
链接计数	影响inode的链接计数	不影响原文件的链接计数

5. 硬链接的使用注意事项

• 不能指向目录：Linux系统不允许创建目录的硬链接，这是为了避免文件系统出现循环引用
• 不能跨文件系统：硬链接只能在同一个文件系统内创建
• 链接计数：删除硬链接或原始文件时，只有当链接计数为0时，文件内容才会被真正删除
• 权限继承：硬链接与原始文件共享相同的权限，但修改硬链接的权限会同时修改原始文件的权限
• 适用场景：适合需要在不同位置访问同一个文件内容的场景

6. 硬链接的适用场景

1. 备份重要文件：通过创建硬链接，可以在不占用额外磁盘空间的情况下备份重要文件
2. 文件版本管理：可以通过硬链接为同一个文件创建不同版本的文件名
3. 节省磁盘空间：当需要在多个位置访问同一个大文件时，硬链接可以节省磁盘空间
4. 防止误删除：通过创建硬链接，可以降低文件被误删除的风险

7. 实践练习

1. 创建硬链接：在当前目录创建一个文件，然后为其创建一个硬链接
2. 验证inode共享：使用ls -li命令查看原始文件和硬链接的inode号
3. 测试内容同步：修改原始文件的内容，然后查看硬链接文件的内容是否同步更新
4. 测试链接计数：创建多个硬链接，观察链接计数的变化
5. 测试删除行为：删除原始文件，观察硬链接是否仍能访问
6. 对比软链接：为同一个文件创建软链接，对比硬链接和软链接的区别

8. 关键命令参考

命令	功能描述
ln 原始文件 硬链接名称	创建文件的硬链接
ls -li 文件名	查看文件的inode信息和链接计数
rm 硬链接名称	删除硬链接

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