linux inode是什麼

linux inode是用來識別作業系統的檔案的一個特徵描述；linux系統為每一個檔案都指派了一個inode編號，這個編號中記錄了檔案相關的一些元訊息，透過這些元訊息可以用來唯一標識一個文件。

本教學操作環境：linux5.9.8系統、Dell G3電腦。

linux inode是什麼？

要了解 Linux 作業系統上的 inode 前，我們先來談談 Linux作業系統上的檔案。對 Linux 作業系統而言，[一切皆檔案]。而檔案是無法獨立於儲存媒體(這裡指的是實體磁碟或記憶體、快閃記憶體等)存在的，一切作業系統上的檔案都無時無刻不在和儲存媒體打交道。

例如，讀取檔案時需要將檔案從磁碟載入到記憶體中，當檔案操作結束後，檔案又會儲存到磁碟中。那麼，既然檔案要被儲存到磁碟中，而磁碟是有容量限制的，那麼也就是說磁碟上能存放的實體檔案的數量是有限的。

如果你已經理解了這一個觀點，那麼恭喜你，你大體上已經知道了 inode 是做什麼的。

沒錯，inode 是用來識別作業系統的檔案的一個特徵描述，而且作業系統上的inode 並非無窮無盡，通常在你安裝作業系統後，系統上的inode 數量就已經確定了下來(不過，你可以動態修改inode 的數量)。

你可以透過 sysctl -a 查詢系統上的 inode 數量。

[root@server ~]# sysctl -a | grep inode
fs.inode-nr = 70212 21785

如上，fs.inode-nr 中的70212 標識當前作業系統已分配的inode 數量；21785 表示單前作業系統剩餘空閒的inode 數量

剛剛說過， inode 是用來標識文件的一個特徵，這是為什麼呢？

Linux 系統為每一個文件都分配了一個 inode 編號，這個編號中記錄了文件相關的一些元信息，透過這些元信息可以用來唯一標識一個文件。

你可以透過ls -i 查看任何一個檔案的inode 編號

[root@server ~]# ls -i logrotate.man
8986710 logrotate.man

而要檢視檔案的元訊息，你需要使用stat {filename}

[root@server ~]# stat logrotate.man
  文件："logrotate.man"
  大小：18033      块：40         IO 块：4096   普通文件
设备：fd00h/64768d Inode：8986710     硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
环境：unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
最近访问：2021-11-25 03:20:39.497330998 -0500
最近更改：2021-11-24 04:38:17.781399647 -0500
最近改动：2021-11-24 04:38:17.797398907 -0500
创建时间：-

如上，即為一個文件的inode 資訊。這其中包含：

• 大小：18033: 檔案的位元組數。這個檔案佔據的磁碟空間為 18033 Bytes

• 區塊：40：使用的 block(資料區塊)。這個檔案使用了40 個實體區塊

• 權限：(0644/-rw-r--r--) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root)：文件的權限及屬組資訊。該文件為普通文件，權限為0644，用戶和屬組都為root

• #最近訪問：2021-11-25 03:20:39.497330998 -0500：即atime(最後一次存取該檔案的時間)

• 最近更改：2021-11-24 04:38:17.781399647 -0500：即mtime(最後一次修改檔案的時間)

• #最近改動：2021-11-24 04:38:17.797398907 -0500：即ctime(最後一次改變檔案(權限、屬群組)的時間)

#事實上，剛剛透過stat logrotate.man 中還包括一個字段硬連結：1。

為什麼硬連結會出現在 inode 訊息中？

一般情況下，作業系統中一個檔案對應一個 inode ，但是這種規則卻不適用於 硬連結 檔案。蓋因Linux作業系統上，允許多個檔案指向同一個 inode 編號。

硬連結場景下，可以使用不同的檔案名稱存取同一個檔案的內容，對檔案內容、屬性等的修改會傳遞到其他檔案。但刪除一個連結文件，並不影響其他文件的存取。

例如，建立 logrotate.man 的硬連結檔案

[root@server ~]# ln logrotate.man logrotate.man.1
[root@server ~]# ls -i logrotate.man*
8986710 logrotate.man  8986710 logrotate.man.1
# 可以看到，建立了硬链接的文件共用了同一个 inode 编号
[root@server ~]# stat logrotate.man
  文件："logrotate.man"
  大小：18033      块：40         IO 块：4096   普通文件
设备：fd00h/64768d Inode：8986710     硬链接：2
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
环境：unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
最近访问：2021-11-25 03:20:39.497330998 -0500
最近更改：2021-11-24 04:38:17.781399647 -0500
最近改动：2021-12-05 01:22:05.716611059 -0500
创建时间：-

建立硬連結後，透過 stat 可以看到 硬連結的數量變成 2 了。

這時候我們刪除原始的連結文件，查看連結後的文件內容

[root@server ~]# rm -rf logrotate.man
[root@server ~]# tail -n 1 logrotate.man.1
Linux                                 Wed Nov 5 2002                                                                                                                 LOGROTATE(8)
[root@server ~]# stat logrotate.man.1
  文件："logrotate.man.1"
  大小：18033      块：40         IO 块：4096   普通文件
设备：fd00h/64768d Inode：8986710     硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--)  Uid：(    0/    root)   Gid：(    0/    root)
环境：unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
最近访问：2021-12-05 01:25:50.701384256 -0500
最近更改：2021-11-24 04:38:17.781399647 -0500
最近改动：2021-12-05 01:25:41.544800473 -0500
创建时间：-

刪除硬連結的原始文件後，可以成功讀取連結後的文件內容，此時，硬連結數量又變為了1。

出現這種情況的原因在於，硬連結實際上是對檔案增加了一個索引，這個索引指向檔案的 inode 編號。當硬連結的數量大於 1 時，表示該檔案除去自身外，還有多個硬連結。當硬連結的數量等於 0 時，此時作業系統已經沒有任何檔案指向該 inode，也就是作業系統會回收 inode。

事實上，每刪除一個文件，就是對該文件硬連結數的「減一」操作。當檔案的硬連結數歸 0 時，這個檔案會被作業系統徹底清除掉。

最後，通常情況下，作業系統分配的inode 數量是完全夠用的，但出於一些程式或人為的意外可能會導致作業系統的inode 溢出，你可以透過df -ih 查看系統分區下inode 的使用情況以便及時作出應對措施。

[root@server ~]# df -ih
文件系统                Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
devtmpfs                 121K     390    121K       1% /dev
tmpfs                    124K       1    124K       1% /dev/shm
tmpfs                    124K     522    124K       1% /run
tmpfs                    124K      16    124K       1% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root  4.0M    129K    3.9M       4% /
/dev/vda1                512K     332    512K       1% /boot
tmpfs                    124K       1    124K       1% /run/user/0

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