Linux中inode用法教程

這篇文章主要為大家介紹了在Linux中關於inode的相關資料，文中介紹的非常詳細，對大家具有一定的參考學習價值，需要的朋友們下面來一起看看吧。

背景

最近在複習Linux指令，到df的時候發現了一個之前忽略的東西。也就是 -i 這個選項，列出檔案系統分割區的inode資訊。這個inode，是個什麼東西？

inode是用來做什麼的

#inode是用來儲存檔案元資訊的區域。中文譯名叫做「索引節點」。

關於inode的背景知識

#我們先複習下文件儲存的一些內容。我們知道，檔案儲存在硬碟上，硬碟的最小儲存單元呢，又被稱為磁區，磁區的大小是512位元組。

作業系統在硬碟上讀取資訊時，是依照一次讀取多個磁區的方式來的，而這多個磁區也叫塊。通常，塊的大小是4KB，大概有8個扇區的大小。需要注意的是，讀取的區塊是連續的空間。

這個時候我們能知道，檔案是儲存在「區塊」中的，就像我們寫C語言程式的時候，我們知道，當我們宣告一個陣列的時候，不只儲存放在數組裡面的值，還會儲存對應的數組信息，比如數組的首地址、文件類型和數組長度等等，同樣的，需要找一個地方存儲文件的元信息，類似於文件的創建相關的信息、文件的長度等等。而這個地方，我們稱做inode。

inode中儲存的內容

#inode包含著所儲存檔案的元訊息，包含這些內容：

• 檔案的位元組數。

• 檔案創建者的ID。

• 檔案的Group ID。

• 檔案的讀寫等權限。

• 檔案的相關時間戳記。具體的有三個：ctime-->inode上一次變動的時間；mtime-->文件內容上一次變動的時間；atime-->文件上一次開啟的時間。

• 連結數

• 檔案資料的區塊位置
  

inode號碼

第一次看到上面的儲存內容後，我想大家多少會有相同的疑問，既然inode是儲存檔案相關資訊的，為什麼不儲存文件名呢。理由就是，檔案名稱並不是Unix／Linux作業系統辨識不同檔案的標準。

作業系統是透過inode號碼來辨識不同檔案的。

在Unix／Linux系統中，使用者層名是透過檔案名稱來開啟檔案的，系統層面主要是透過了三個步驟來開啟檔案：

• 根據檔案名稱找到對應的inode號碼。

• 透過inode號碼取得inode資訊。

• 根據inode訊息，找到檔案資料所存的區塊，並獨處資料。
  

inode的特殊作用

#Unix／Linux系統中inode號碼和檔案名稱分離，這導致了系統中一些特別的現象：

• 刪除inode節點，即是刪除檔案。有些檔案可能無法正確刪除，這時我們直接刪掉對應的inode節點，就可以起到刪除檔案的作用。

• 移動文件或重新命名文件，不改變inode號碼，只是改變文件名。

• 通常來說，系統是無法透過inode號碼得到檔案名稱的，當開啟一個文件，系統往後就透過inode來辨識該文件，不再考慮檔案名稱。
  

因為inode號碼的存在，系統可以在軟體不關閉的情況下進行更新。系統透過inode號碼，識別運行中的文件，更新過程中，文件以相同的文件名，新的inode存在，而不會影響到目前運行中的文件。而原舊版的inode會在軟體下次開啟時被回收，檔案名稱會自動指向新的inode號碼。

inode空間佔用問題

#既然同樣是儲存在硬碟裡的數據，inode必然也是會佔用硬碟空間的，當格式化硬碟的時候，作業系統會自動將硬碟分成兩個區域：

• 資料區

• ##inode table

  
  

#資料區主要存放檔案數據，inode table區域則是存放inode資訊。

特別的是，inode所佔用的區域大小，在磁碟格式化時作業系統就已經給定。這樣做導致的後果就是，資料區的空間明明還沒使用完，但是卻無法繼續存取資料了，這時因為inode table區域已經用滿了，所以無法再往磁碟儲存新的檔案。

目錄檔案#

我們知道，在Unix/Linux中，任何資源都是以檔案的形式存在的。目錄也是。我們打開目錄，實際上就是打開目錄檔。目錄檔案的結構就是一個列表。

目錄項目 = 所包含檔案檔案名稱 + 對應inode號碼。

硬鏈接和軟鏈接

#關於具體什麼是硬鏈接什麼是軟鏈接，我就不在這篇博文裡贅述了，只從inode角度去考慮。

從inode號碼的角度考慮，Unix/Linux系統中，是允許多個檔案名稱指向同一個inode號碼的。這個時候，如果刪除掉其中一個文件名，不影響另一個文件名的訪問，同時，如果通過一個文件名打開文件並作出修改，其他文件名打開時可以共享到該修改。那麼就稱這種為「硬連結」。在Linux中，我們可以透過ln指令來建立硬連結。

上面總結到，在inode中，有一個儲存項目叫做“連結數”，記錄只想該inode的總檔名。如果透過硬連結方式建立一個文件名指向某文件，那麼該文件對應的inode資料域中連結數部分就會 + 1，反之 - 1 。當這個值為0時，系統就會預設沒有檔案名稱指向該inode，此時，就會回收該inode號碼，並且回收對應的區塊區域。

而對應的軟鏈接，假設有檔案A和檔案B，B是A的軟鏈接。這時候，A和B的inode號碼是不同的，因為它們是不同的文件，但是！ B的內容是A的路徑，讀取B的時候，系統會自動存取A，所以無論開啟哪個文件，存取的都是文件A。這時候，檔案B就被稱為檔案A的「軟連結」或「符號連結」。

在Unix/Linux系統中，我們可以透過ln -s 指令來建立軟連結。

總結和小補充

透過上面的敘述，我們知道inode就像C語言中的指標域，指標域記錄著多種訊息，並把我們導向正確的文件位置，讀取所需的資訊。 (當然也不是完全像。)

Unix/Linux系統中建立目錄時，會自動產生兩個目錄項目：

• ##.目錄

• ..目錄

  
  

可以透過ls -al 指令觀察到這兩個目錄。 “.目錄“的inode號碼是當前目錄的inode號碼，等同於當前目錄的硬鏈接，而“..“目錄的inode號碼是當前目錄父目錄的inode號碼，等同於父目錄的硬鏈接。目錄硬連結總數 = 2 + 子目錄總數(包括隱藏檔案)。

以上是Linux中inode用法教程的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！