HTML/JS转换工具
Unicode编码转换
当前位置:首页 > 服务器技术 > linux服务器 > 

Linux中关于inode的知识总结

来源:IT技术网编辑:雨天发布于:2017-07-07人围观

背景

最近在复习Linux命令,到df的时候发现了一个之前忽略的东西。也就是 -i 这个选项,列出文件系统分区的inode信息。这个inode,是个什么东西?

inode是用来做什么的

inode是用来存储文件元信息的区域。中文译名叫做“索引节点”。

关于inode的背景知识

我们先复习下文件存储的一些内容。我们知道,文件存储在硬盘上,硬盘的最小存储单元呢,又被称为扇区,扇区的大小是512字节。

操作系统在硬盘上读取信息时,是按照一次性读取多个扇区的方式来的,而这多个扇区也叫块。通常,块的大小是4KB,大概有8个扇区的大小。需要注意的是,读取的块是连续的空间。

这个时候我们能知道,文件是存储在“块”中的,就像我们写C语言程序的时候,我们知道,当我们声明一个数组的时候,不仅仅会存储放在数组里面的值,还会存储对应的数组信息,比如数组的首地址、文件类型和数组长度等等,同样的,需要找一个地方存储文件的元信息,类似于文件的创建相关的信息、文件的长度等等。而这个地方,我们称做inode。

inode中存储的内容

inode包含着所存储文件的元信息,包含着这些内容:

  • 文件的字节数。
  • 文件创建者的ID。
  • 文件的Group ID。
  • 文件的读写等权限。
  • 文件的相关时间戳。具体的有三个:ctime-->inode上一次变动的时间;mtime-->文件内容上一次变动的时间;atime-->文件上一次打开的时间。
  • 链接数
  • 文件数据的块位置

inode号码

第一次看到上面的存储内容后,我想大家多少会有相同的疑问,既然inode是存储文件相关信息的,为什么不存储文件名呢。理由就是,文件名并不是Unix/Linux操作系统识别不同文件的标准。

操作系统是通过inode号码来识别不同文件的。

在Unix/Linux系统中,用户层名是通过文件名来打开文件的,系统层面主要是通过了三个步骤来打开文件:

  • 根据文件名找到对应的inode号码。
  • 通过inode号码获取inode信息。
  • 根据inode信息,找到文件数据所存的块,并独处数据。

inode的特殊作用

Unix/Linux系统中inode号码和文件名分离,这导致了系统中一些特别的现象:

  • 删除inode节点,即是删除文件。有些文件可能无法正确删除,这时我们直接删掉对应的inode节点,就可以起到删除文件的作用。
  • 移动文件或者重命名文件,不改变inode号码,仅仅只是改变文件名。
  • 通常来说,系统是无法通过inode号码得到文件名的,当打开一个文件,系统往后就通过inode来识别该文件,不再考虑文件名。

因为inode号码的存在,系统可以在软件不关闭的情况下进行更新。系统通过inode号码,识别运行中的文件,更新过程中,文件以相同的文件名,新的inode存在,而不会影响到目前运行中的文件。而原先旧版的inode会在软件下一次打开时被回收,文件名会自动指向新的inode号码。

inode空间占用问题

既然同样是存储在硬盘里的数据,inode必然也是会占用硬盘空间的,当格式化硬盘的时候,操作系统会自动将硬盘分成两个区域:

  • 数据区
  • inode table

数据区主要存放文件数据,inode table区域则是存放inode信息。

特别的是,inode所占用的区域大小,在磁盘格式化时操作系统就已经给定。这样做导致的后果就是,数据区的空间明明还没有使用完,但是却无法继续存取数据了,这时因为inode table区域已经用满了,所以无法再往磁盘里存储新的文件。

目录文件

我们知道,在Unix/Linux中,任何资源都是以文件的形式存在的。目录也是。我们打开目录,实际上就是打开目录文件。目录文件的结构就是一个列表。

目录项 = 所包含文件文件名 + 对应inode号码。

硬链接和软链接

关于具体什么是硬链接什么是软链接,我就不在这篇博文里赘述了,仅从inode角度去考虑。

从inode号码的角度考虑,Unix/Linux系统中,是允许多个文件名指向同一个inode号码的。这个时候,如果删除掉其中一个文件名,不影响另一个文件名的访问,同时,如果通过一个文件名打开文件并作出修改,其他文件名打开时可以共享到该修改。那么就称这种为“硬链接”。在Linux中,我们可以通过ln命令来创建硬链接。

上面总结到,在inode中,有一个存储项叫做“链接数”,记录只想该inode的文件名总数。如果通过硬链接方式创建一个文件名指向某文件,那该文件对应的inode数据域中链接数部分就会 + 1,反之 - 1 。当这个值为0时,系统就会默认没有文件名指向该inode,此时,就会回收该inode号码,并且回收对应的块区域。

而对应的软链接,假设有文件A和文件B,B是A的软链接。这个时候,A和B的inode号码是不同的,因为它们是不同的文件,但是!B的内容是A的路径,读取B的时候,系统会自动访问A,所以无论打开哪个文件,访问的都是文件A。这个时候,文件B就被称为文件A的“软链接”或者“符号链接”。

在Unix/Linux系统中,我们可以通过ln -s 命令来创建软链接。

总结和小补充

通过上面的叙述,我们知道inode就像C语言中的指针域,指针域记录着多种信息,并把我们导向正确的文件位置,读取需要的信息。(当然也不是完全像。)

Unix/Linux系统中创建目录时,会自动生成两个目录项:

  • .目录
  • ..目录

可以通过 ls -al 命令观察到这两个目录。“.目录“的inode号码是当前目录的inode号码,等同于当前目录的硬链接,而“..“目录的inode号码是当前目录父目录的inode号码,等同于父目录的硬链接。目录硬链接总数 = 2 + 子目录总数(包括隐藏文件)。

好了,以上就是这篇文章的全部内容了,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,如果有疑问大家可以留言交流,谢谢大家对脚本之家的支持。

织梦二维码生成器

与相关的文章
有时间的话来看看IT界的突发事件
发表评论
请自觉遵守互联网相关的政策法规,严禁发布色情、暴力、反动的言论。
评价:
表情:
用户名: 验证码:点击我更换图片