概述
在本篇中，学习创建和管理硬链接和符号链接。学习：
- 创建硬或软链接
- 识别链接并知道它们的类型
- 理解复制与链接文件之间的区别
- 使用链接执行系统管理任务
链接简介
在存储设备上，文件或目录包含在一些数据块中。有关某个文件的信息包含在一个 inode 中，它记录了所有者、最后访问该文件的时间、文件的大小、它是否是目录，以及谁可以读取或写入它等信息。inode 编号也称为文件序列号 ，该编号在特定文件系统内是唯一的。一个
目录条目 包含一个文件或目录的名称，以及用来存储该文件或目录的信息的 inode 的指针。
创建链接
硬链接 是指向 inode 的目录条目，而 软链接 或 符号链接 是指向提供另一个目录条目的名称的 inode 的目录条目。存储第二个名称的准确机制可能依赖于文件系统和名称的长度。符号链接也称为symlink 。
您可以只为文件创建硬链接，而不为目录创建硬链接。一个例外是一个包含该目录和它的父目录（. 和 ..）的目录中的特殊目录条目，它们是维护子目录数量的硬链接。因为硬链接指向 inode，而且 inode 仅在特定的文件系统内是唯一的，所以硬链接不能跨文件系统使用。如果一个文件有多个硬链接，那么只在指向该 inode 的最后一个链接被删除，而且链接数量变为 0 时，才会删除该文件。
软链接或 symlink 仅按名称指向另一个文件或目录，而不是按 inode。软链接可以跨越文件系统边界进行使用。删除软链接不会删除目标文件或目录，删除目标文件或目录也不会自动删除任何软链接。
首先让我们看看如何创建硬和软链接。在本教程后面，我们将介绍识别和使用我们在这里创建的链接的方式。
硬链接
使用 ln 命令创建现有文件的额外的硬链接（但不能是目录，即使系统将 . 和 .. as 设置为硬链接）。
清单 1 展示了如何创建一个包含两个文件和一个子目录的目录，其中包含 file1 的两个硬链接，一个位于同一个目录中，另一个位于子目录中。我们向 file1 添加一个词，然后向 file3 添加另一个词，并在子目录中显示该链接的内容，以表明所有链接确实都指向相同的数据。
清单 1. 创建硬链接
[[email protected] ~]$ mkdir -p lpi104-6/subdir [[email protected] ~]$ touch lpi104-6/file1 [[email protected] ~]$ touch lpi104-6/file2 [[email protected] ~]$ ln lpi104-6/file1 lpi104-6/file3 [[email protected] ~]$ ln lpi104-6/file1 lpi104-6/subdir/file3sub [[email protected] ~]$ echo "something" > lpi104-6/file1 [[email protected] ~]$ echo "else" >> lpi104-6/file3 [[email protected] ~]$ cat lpi104-6/subdir/file3sub something else
如果尝试创建跨文件系统或针对目录的硬链接，则会获得错误。清单 2 显示我的主目录和 research 目录在不同的文件系统上，而且跨这些文件系统创建硬链接的尝试失败了，与创建 lpi104-6 目录的硬链接的尝试一样。
清单 2. 硬链接创建失败
[[email protected] ~]$ df . research Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/sda5 71168700 31642752 35887712 47% / /dev/sdb3 60326992 30677592 26578276 54% /home/ian/research [[email protected] ~]$ mkdir -p research/lpi104-6/ [[email protected] ~]$ ln lpi104-6/file1 research/lpi104-6/file3 ln: failed to create hard link ‘ research/lpi104-6/file3 ’ => ‘ lpi104-6/file1 ’ : Invalid cross-device link [[email protected] ~]$ ln lpi104-6 lpidir104-6 ln: ‘ lpi104-6 ’ : hard link not allowed for directory
软链接
使用 ln 命令和 -s 选项来创建软链接。软链接使用文件或目录名称，这些名称可能是相对或绝对的。如果使用相对名称，您可能希望当前工作目录是您创建链接的目录。否则，您创建的链接将是文件系统中的另一个位置相对的链接。
清单 3 展示了为我们刚创建的 file1 创建软链接的两种方式，以及如何创建软链接，而不是创建在 清单 2中失败的两个硬链接。
清单 3. 创建软链接
[[email protected] ~]$ # Create symlink using absolute paths [[email protected] ~]$ ln -s ~/lpi104-6/file1 ~/lpi104-6/file4 [[email protected] ~]$ # Create symlink using relative paths [[email protected] ~]$ cd lpi104-6/ [[email protected] lpi104-6]$ ln -s file1 file5 [[email protected] lpi104-6]$ cd .. [[email protected] ~]$ # Create symlink across file systems [[email protected] ~]$ mkdir -p ~ian/research/lpi104-6 [[email protected] ~]$ ln -s ~/lpi104-6/file1 ~ian/research/lpi104-6/file4 [[email protected] ~]$ # Create symlink for directory [[email protected] ~]$ ln -s lpi104-6 lpidir104-6
与之前一样，您可以使用任何链接或目标文件名来引用该文件或目录。清单 4 显示了一些例子。
清单 4. 使用软链接
[[email protected] ~]$ echo "another line" >> ~ian/research/lpi104-6/file [[email protected] ~]$ # cat a symlink [[email protected] ~]$ cat lpi104-6/file5 something else [[email protected] ~]$ # cat a hard link [[email protected] ~]$ cat lpi104-6/file1 something else [[email protected] ~]$ # display directory contents using symlink [[email protected] ~]$ ls lpidir104-6 file1 file2 file3 file4 file5 subdir
在创建链接时，让我们在工作目录 不是我们想要存放链接的目录时使用相对路径创建一个链接。下一节将介绍如何实现此目的。
清单 5. 创建不良的软链接
[[email protected] ~]$ ln -s lpi104-6/file1 lpi104-6/file6
识别链接
在上一节中，您了解了如何创建链接，但不知道如何区分您创建的链接。现在让我们讨论一下这个主题。
查找信息
在许多系统上，ls 命令等同于 ls --color=auto ，它以不同颜色打印不同类型的文件系统对象。如果使用此选项，可能使用蓝绿色文本来显示 symlink，如 图 1中所示。
图 1. 使用 ls 的 --colors 选项来识别链接
在旧配置上，可能使用深蓝色背景来显示硬链接。这些颜色可使用 dircolors 程序来配置。如果要自定义您的终端外观，您可能希望更改ls 的一些输出的颜色。清单 6显示了一种在 Fedora 22 系统上获得硬链接的蓝色背景的方式，而 图 2 则显示了结果。使用手册页进一步理解该示例。
清单 6. 使用 dircolors 为硬链接设置一种蓝色背景
[[email protected] ~]$ # Save a copy of dircolors defaults [[email protected] ~]$ dircolors -p > dircolors-defaults [[email protected] ~]$ grep MULTI dircolors-defaults MULTIHARDLINK 00 # regular file with more than one link [[email protected] ~]$ # Change MULTIHARDLINK to blue background [[email protected] ~]$ sed -e'/MULTI/s/00/00;44/' dircolors-defaults > dircolors-new [[email protected] ~]$ grep MULTI dircolors-new MULTIHARDLINK 00;44 # regular file with more than one link [[email protected] ~]$ # Set the new colors for the current terminal session [[email protected] ~]$ eval $(dircolors dircolors-new )
图 2. 使用蓝色背景来标识硬链接
对于能够区分颜色的视力正常的人而言，颜色可能很方便，但它们对其他人没多大用处，对 shell 脚本或程序肯定也没多大用处。没有颜色，就需要更多的信息，比如使用ls -l 通过一个长清单所提供的信息。在 清单 7中，我们为第一个示例显式禁用了颜色输出，但您也可以像我们对另外两个示例所做的一样显式调用/bin/ls 命令。
清单 7. 识别链接
[[email protected] ~]$ ls --color=none -lR lpi104-6 lpi104-6: total 12 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 Aug 9 14:19 file2 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file3 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 24 Aug 9 14:26 file4 -> /home/ian/lpi104-6/file1 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 5 Aug 9 14:26 file5 -> file1 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 14 Aug 9 14:34 file6 -> lpi104-6/file1 drwxrwxr-x. 2 ian ian 4096 Aug 9 14:19 subdir lpi104-6/subdir: total 4 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file3sub [[email protected] ~]$ /bin/ls -l ~ian/research/lpi104-6/file4 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 24 Aug 9 14:27 /home/ian/research/lpi104-6/file4 -> /home/ian/lpi104-6/file1 [[email protected] ~]$ /bin/ls -l lpidir104-6 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 8 Aug 9 14:27 lpidir104-6 -> lpi104-6
输出的第二列是一个链接计数，显示了此文件的硬链接数，所以我们知道 file1、file3 和 file3sub 都拥有多个指向它们表示的对象的硬链接。我们仍没有足够的信息来知道它们都表示同一个对象。如果您删除一个链接数大于 1 的文件，inode 中的链接数会减 1，但该文件只在链接数变为 0 时才会删除。同一个文件的其他所有硬链接将显示一个现在减去了 1 的链接数。
在输出的第一列中，您会看到第一个字符是表示符号链接的 “l”（L 的小写形式）。您还会看到在 -> 字符后显示了链接的目标。例如，file4 -> /home/ian/lpi104-6/file1。另一个提示是，该大小是链接目标的名称中的字符数。请注意，对于符号链接，目录清单中的链接数没有更新。删除该链接不会影响目标文件。Symlink 不会阻止文件被删除。如果目标文件被移动或删除，那么 symlink 将被破坏。出于这个原因，许多系统在目录清单中使用了颜色，通常使用淡蓝色表示正常链接，使用红色表示被破坏的链接。
您可以使用 ls 命令的 -i 选项来显示文件和目录条目的 inode 数量。清单 8同时给出了我们的 lpi104-6 目录的短和长输出。
清单 8. 显示 inode 信息
[[email protected] ~]$ ls -i lpi104-6 1988884 file1 1988884 file3 1988892 file5 1988605 subdir 1988886 file2 1988885 file4 1988891 file6 [[email protected] ~]$ ls -il lpi104-6 total 12 1988884 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file1 1988886 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 Aug 9 14:19 file2 1988884 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file3 1988885 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 24 Aug 9 14:26 file4 -> /home/ian/lpi104-6/file1 1988892 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 5 Aug 9 14:26 file5 -> file1 1988891 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 14 Aug 9 14:34 file6 -> lpi104-6/file1 1988605 drwxrwxr-x. 2 ian ian 4096 Aug 9 14:19 subdir
您还可以使用 find 命令，使用 -type l 查找表达式来搜索符号链接，如 清单 9中所示。
清单 9. 使用 find 查找 symlink
[[email protected] ~]$ find lpi104-6 research/lpi104-6 -type l lpi104-6/file4 lpi104-6/file6 lpi104-6/file5 research/lpi104-6/file4
破坏的 symlink
在 清单 5 中，我们声明要创建一个不良的软链接。这是破坏的 symlink 的一个示例。因为硬链接始终指向一个表示文件的 inode，所以它们始终有效。但是，symlink 可能出于许多原因而遭到破坏，包括：
- 在创建链接时，链接的原始文件或目标不存在（就像 清单 5 中一样）。
- 链接的目标被删除或重命名。
- 目标的路径中的某个元素被删除或重命名。
所有这些条件都不会抛出错误，所以您需要仔细考虑您在创建 symlink 时可能发生了什么情况。具体地讲，对于绝对或相对路径的选择，可能受到您希望链接的对象在链接生存期中发生什么的影响。
如果您使用颜色输出，破坏的 symlink 可能在黑色背景上显示为红色文本，就像 图 1 中的 file6 的情况一样。否则，您需要使用 ls 的 -H 或 -L 选项来取消引用该链接，并提供有关目标的信息。-H 选项在命令行上取消引用链接，-L 选项取消引用显示中包含的附加链接。清单 10演示了来自这两个选项的输出中的区别。
清单 10. 使用 ls -H 和 ls -L 取消引用链接
[[email protected] ~]$ /bin/ls -lH lpidir104-6 total 12 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 Aug 9 14:19 file2 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file3 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 24 Aug 9 14:26 file4 -> /home/ian/lpi104-6/file1 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 5 Aug 9 14:26 file5 -> file1 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 14 Aug 9 14:34 file6 -> lpi104-6/file1 drwxrwxr-x. 2 ian ian 4096 Aug 9 14:19 subdir [[email protected] ~]$ /bin/ls -lL lpidir104-6 /bin/ls: cannot access lpidir104-6/file6: No such file or directory total 20 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 Aug 9 14:19 file2 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file3 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file4 -rw-rw-r--. 3 ian ian 15 Aug 9 14:19 file5 l?????????? ? ? ? ? ? file6 drwxrwxr-x. 2 ian ian 4096 Aug 9 14:19 subdir
请注意，错误消息表明 file6 不存在，另请注意针对它的包含所有 “?” 字符的输出，它们同样表明该文件不存在。
关于破坏的符号链接，还要说明最后一点。读取该文件的尝试将失败，因为它不存在。但是，如果您拥有目标文件的合适权限，写入它的尝试将有效，如 清单 11中所示。请注意，我们需要在写入该文件之前创建 lpi104-6/lpi104-6。
清单 11. 读取和写入一个破坏的 symlink
[[email protected] ~]$ cat lpi104-6/file6 cat: lpi104-6/file6: No such file or directory [[email protected] ~]$ echo "Testing file6" > lpi104-6/file6 bash: lpi104-6/file6: No such file or directory [[email protected] ~]$ mkdir lpi104-6/lpi104-6 [[email protected] ~]$ cat lpi104-6/file6 cat: lpi104-6/file6: No such file or directory [[email protected] ~]$ echo "Testing file6" > lpi104-6/file6 [[email protected] ~]$ cat lpi104-6/file6 Testing file6 [[email protected] ~]$ ls lpi104-6/lpi104-6 file1 [[email protected] ~]$ ls -l lpi104-6/file6 lrwxrwxrwx. 1 ian ian 14 Aug 9 14:34 lpi104-6/file6 -> lpi104-6/file1
谁链接到我？
要确定哪些文件是一个特定 inode 的硬链接，可以使用 find 命令和 -samefile 选项及一个文件名，或者-inum 选项及一个 inode 编号，如 清单 12 中所示。
清单 12. 查找同一个文件的硬链接
[[email protected] ~]$ find lpi104-6 -samefile lpi104-6/file1 lpi104-6/file1 lpi104-6/file3 lpi104-6/subdir/file3sub [[email protected] ~]$ ls -i lpi104-6/file1 1988884 lpi104-6/file1 [[email protected] ~]$ find lpi104-6 -inum 1988884 lpi104-6/file1 lpi104-6/file3 lpi104-6/subdir/file3sub
要查找哪些文件通过符号链接而链接到一个特定文件，可以使用 find 命令和 -lname 选项及一个文件名，如 清单 13 所示。链接可以使用相对或绝对路径，所以您可能希望在名称中放入一个前导的星号来找到所有匹配结果。
清单 13. 查找一个文件或目录的符号链接
[[email protected] ~]$ find lpi104-6 research/lpi104-6 -lname "*file1" lpi104-6/file4 lpi104-6/file6 lpi104-6/file5 research/lpi104-6/file4
复制还是链接
根据您想要完成的任务，有时会使用链接，有时复制一个文件可能会更好一些。主要区别在于，链接提供了一个文件的多个名称，而副本会在两个不同的名称下创建两组相同的数据。对于备份和测试用途，肯定会使用副本，您希望试验一个新程序而不让您的操作数据处于风险之中。在需要某个文件（或目录）的别名时（可能用于提供更方面或更短的路径），可以使用链接。在下一节中，我们将介绍链接的其他一些用法。
您已经看到，在更新一个文件时，它所有的链接都会看到更新信息，而复制文件不会这样。您还看到，符号链接可以破坏，后续写入操作可以创建新的文件。请小心使用链接。
链接和系统管理
链接（尤其是符号链接）通常用在 Linux 系统管理中。命令通常具有别名，所以用户不需要知道当前命令的版本号，但在必要的时候，可以使用更长的名称来访问其他版本。如 清单 14所示，python 命令是python2 的 symlink，python2 本身是 2.7 版的
python2.7 的 symlink。
清单 14. 将命令别名化为一个特定版本
[[email protected] ~]$ which python /usr/bin/python [[email protected] ~]$ ls -l /usr/bin/python lrwxrwxrwx. 1 root root 7 May 27 14:12 /usr/bin/python -> python2 [[email protected] ~]$ ls -l /usr/bin/python2 lrwxrwxrwx. 1 root root 9 May 27 14:12 /usr/bin/python2 -> python2.7 [[email protected] ~]$ ls -l /usr/bin/python2.7 -rwxr-xr-x. 1 root root 7120 May 27 14:12 /usr/bin/python2.7
在多个命令名称使用相同的基础代码时，比如存储和重新启动系统的各种命令，其他用途就可以派上用场。有时，一个新命令名称（比如 genisoimage ）将取代旧命令名称，但旧名称 (mkisofs) 保持为新命令的链接。一些替代性 工具会广泛使用链接，所以您可以在多个替代性工具中选择一个来用于某条命令，比如java 。清单 15显示了一些示例。
清单 15. 命令别名的示例
[[email protected] ~]$ which halt /usr/sbin/halt [[email protected] ~]$ ls -l /usr/sbin/halt lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Jun 9 09:16 /usr/sbin/halt -> ../bin/systemctl [[email protected] ~]$ find /usr/sbin /usr/bin -lname "*/systemctl" /usr/sbin/halt /usr/sbin/telinit /usr/sbin/shutdown /usr/sbin/runlevel /usr/sbin/poweroff /usr/sbin/reboot [[email protected] ~]$ which mkisofs /usr/bin/mkisofs [[email protected] ~]$ ls -l /usr/bin/mkisofs lrwxrwxrwx. 1 root root 25 Jun 15 08:02 /usr/bin/mkisofs -> /etc/alternatives/mkisofs [[email protected] ~]$ alternatives --display mkisofs mkisofs - status is auto. link currently points to /usr/bin/genisoimage /usr/bin/genisoimage - priority 50 slave mkisofs-mkhybrid: /usr/bin/genisoimage slave mkisofs-mkhybridman: /usr/share/man/man1/genisoimage.1.gz slave mkisofs-mkisofsman: /usr/share/man/man1/genisoimage.1.gz Current `best' version is /usr/bin/genisoimage.
库名称通常也使用 symlink 来管理，无论是允许程序在获取当前版本时链接到一般名称，还是管理系统，比如能够运行 32 位程序的 64 位系统。清单 16显示了一些示例。请注意，一些情况会使用绝对路径，而另一些情况会使用相对路径。
清单 16. 库链接
[[email protected] ~]$ ls -l /usr/lib*/libm.so* lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Feb 23 10:31 /usr/lib64/libm.so -> ../../lib64/libm.so.6 lrwxrwxrwx. 1 root root 12 Feb 23 10:33 /usr/lib64/libm.so.6 -> libm-2.21.so lrwxrwxrwx. 1 root root 12 Feb 23 10:35 /usr/lib/libm.so.6 -> libm-2.21.so [[email protected] ~]$ find /usr/lib/ /usr/lib64/ -lname "*libstdc++*" /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/5.1.1/libstdc++.so /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/5.1.1/32/libstdc++.so /usr/lib/gcc/x86_64-redhat-linux/5.1.1/32/libstdc++.a /usr/lib64/libstdc++.so.6 [[email protected] ~]$ ls -l /usr/lib64/libstdc++.so.6 lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Jun 18 06:52 /usr/lib64/libstdc++.so.6 -> libstdc++.so.6.0.21 [[email protected] ~]$ ls -l /usr/lib64/libwbclient* lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Jul 1 10:37 /usr/lib64/libwbclient.so.0 -> libwbclient.so.0.12 lrwxrwxrwx. 1 root root 40 Jul 1 10:37 /usr/lib64/libwbclient.so.0.12 -> /etc/alternatives/libwbclient.so.0.12-64
累死了，大概这些就够了吧，有兴趣的可以多去了解了解！Linux是很有魅力的！