《UNIX环境高级编程》笔记--硬链接和符号链接

分类： 《UNIX环境高级编程》笔记 2013-10-15 12:55  278人阅读  评论(0)  收藏  举报

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1.硬链接

每个文件都会占用一个 inode ，文件内容由 inode 的记录来指向想要读取该文件，必须要经过目录记录的文件名来指向到正

确的 inode 号码才能读取。也就是说，其实文件名只与目录有关，但是文件内容则与 inode 有关。那么想一想， 有没有可能

有多个档名对应到同一个 inode 号码呢？有的！那就是 hard link 的由来。 所以简单的说：hard link 只是在某个目录下新增一

笔档名链接到某 inode 号码的关连记录而已。

举个例子来说，假设我系统有个 /root/crontab 他是 /etc/crontab 的实体链接，也就是说这两个档名连结到同一个 inode ， 自

然这两个文件名的所有相关信息都会一模一样(除了文件名之外)。实际的情况可以如下所示：

[root@www ~]# ln /etc/crontab .   <==创建实体链接的命令
[root@www ~]# ll -i /etc/crontab /root/crontab
1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan  6  2007 /etc/crontab
1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan  6  2007 /root/crontab

你可以发现两个档名都连结到 1912701 这个 inode 号码，所以您瞧瞧，是否文件的权限/属性完全一样呢？ 因为这两个『档名』

其实是一模一样的『文件』啦！而且你也会发现第二个字段由原本的 1 变成 2 了！ 那个字段称为『连结』，这个字段的意义

为：『有多少个档名链接到这个 inode 号码』的意思。 如果将读取到正确数据的方式画成示意图，就类似如下画面：

上图的意思是，你可以透过 1 或 2 的目录之 inode 指定的 block 找到两个不同的档名，而不管使用哪个档名均可以指到 real 那个 

inode 去读取到最终数据！那这样有什么好处呢？最大的好处就是『安全』！如同上图中， 如果你将任何一个『档名』删除，其

实 inode 与 block 都还是存在的！ 此时你可以透过另一个『档名』来读取到正确的文件数据喔！此外，不论你使用哪个『档名』

来编辑， 最终的结果都会写入到相同的 inode 与 block 中，因此均能进行数据的修改！

一般来说，使用 hard link 配置链接文件时，磁盘的空间与 inode 的数目都不会改变！ 我们还是由图 2.2.1 来看，由图中可以知道，

 hard link 只是在某个目录下的 block 多写入一个关连数据而已，既不会添加 inode 也不会耗用 block 数量。

创建现有文件的硬链接是使用link函数。函数声明如下：

 <pre name="code" class="cpp">#include <unistd.h>
 int link(const char* existingpath, const char* newpath);</pre>

如果成功则返回0，出错则返回-1.

删除一个现有文件的硬链接是使用unlink函数，函数声明如下：

 #include <unistd.h>
 int unlink(const char* pathname);

如果成功则返回0，出错则返回-1.

实践：

 #include <unistd.h>
 #include <stdio.h>

 int main(void){

         if(link("a","a2")<0){
                 perror("unlink");
         }
         return 0;
 }

运行结果：

yan@yan-vm:~/apue$ ll -i a
939363 -rw-rw-r-- 1 yan yan 0 Jul 10 07:55 a
yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
yan@yan-vm:~/apue$ ll -i a a2
939363 -rw-rw-r-- 2 yan yan 0 Jul 10 07:55 a
939363 -rw-rw-r-- 2 yan yan 0 Jul 10 07:55 a2

如果link的是一个目录，结果会如何：

 #include <unistd.h>
 #include <stdio.h>

 int main(void){

         if(link("test","test2")<0){
                 perror("link");
         }
         return 0;
 }

运行结果：

drwxrwxr-x  2 yan yan 4096 Jul 10 07:58 test/

yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
link: Operation not permitted
yan@yan-vm:~/apue$ su
Password:
root@yan-vm:/home/yan/apue# ./a.out
link: Operation not permitted

 #include <unistd.h>
 #include <stdio.h>

 int main(void){
         if(unlink("a")<0){
                 perror("unlink");
         }
         return 0;
 }

运行结果：

yan@yan-vm:~/apue$ ll -i a a2
939363 -rw-r--r-- 2 root root 0 Jul 10 08:09 a
939363 -rw-r--r-- 2 root root 0 Jul 10 08:09 a2

yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
yan@yan-vm:~/apue$ ll a
ls: cannot access a: No such file or directory
yan@yan-vm:~/apue$ ll -i a2
939363 -rw-rw-r-- 1 yan yan 0 Jul 10 07:55 a2

如果unlink是一个目录会怎样？

unlink: Is a directory

看来无法使用unlink删除目录。

只有当硬链接计数达到0时，该文件的内容才可被删除；只要有进程打开了该文件，其内容也不能删除。关闭一个文件时，内核

首先检查打开该文件的进程数，如果达到0，然后再检查其硬链接数，如果也是0，则删除该文件内容。

下面是unlink的一种应用，确保程序创建的临时文件不会被遗留下来。

 #include <stdio.h>
 #include <fcntl.h>

 int main(void){
         int fd;
         char buf[10];
         if((fd = open("tempfile",O_RDWR)) <0){
                 perror("open");
                 return -1;
         }

         if(unlink("tempfile") < 0){
                 perror("unlink");
                 return -1;
         }

         printf("unlink ok\n");
         int readnum = read(fd,buf,10);
         printf("read num:%d,read content:%s\n",readnum,buf);
         sleep(15);
         printf("done\n");
         return 0;
 }

运行结果：

yan@yan-vm:~/apue$ cat tempfile
123
yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
unlink ok
read num:4,read content:123
^Z
[2]+  Stopped                 ./a.out
yan@yan-vm:~/apue$ ll tempfile
ls: cannot access tempfile: No such file or directory
yan@yan-vm:~/apue$ fg
./a.out
done
yan@yan-vm:~/apue$ ll tempfile
ls: cannot access tempfile: No such file or directory

进程用open或者creat创建一个文件，然后立即调用unlink，因为该文件仍旧是打开的，所以不会将其内容删除，只有当进程

关闭该文件或者终止时，该文件才会被删除。

删除一个文件可以使用remove函数，函数声明如下：

 #include <stdio.h>
 int remove(const char* pathname);

如果成功，则返回0，失败则返回-1。

实践：

 #include <stdio.h>

 int main(void){
         if(remove("a")<0){
                 perror("remove");
         }
         return 0;
 }

运行结果：

yan@yan-vm:~/apue$ ll a
-rw-rw-r-- 1 yan yan 0 Jul 10 09:44 a
yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
yan@yan-vm:~/apue$ ll a
ls: cannot access a: No such file or directory
yan@yan-vm:~/apue$ mkdir a
yan@yan-vm:~/apue$ ll
total 80
drwxrwxr-x  4 yan  yan  4096 Jul 10 09:44 ./
drwx---rwx 25 yan  yan  4096 Jul 10 09:42 ../
drwxrwxr-x  2 yan  yan  4096 Jul 10 09:44 a/
yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
yan@yan-vm:~/apue$ ll
total 76
drwxrwxr-x  3 yan  yan  4096 Jul 10 09:44 ./
drwx---rwx 25 yan  yan  4096 Jul 10 09:42 ../

不像unlink函数，remove函数可以删除目录。

2.符号链接

符号链接类似于windows中的快捷方式，它是一个新文件，有自己的i节点有的函数对符号链接文件进行操作并不能反映到其链

接的文件上去，下表是各个函数对符号链接的处理。

*跟随符号链接是指跟随符号链接到达实际的文件

下面2个函数是对符号链接文件进行操作。

symlink函数创建一个符号链接，函数声明如下：

 #include <unistd.h>
 int symlink(const char* actualpath, const char* sympath);

如果成功返回0，出错返回-1。

实践：

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>

 int main(void){
         if(symlink("a","link2a") < 0){
                 perror("symlink");
                 return -1;
         }
         return 0;
 }

运行结果：

如果link2a不存在：

yan@yan-vm:~/apue$ ll link2a
ls: cannot access link2a: No such file or directory
yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
yan@yan-vm:~/apue$ ll link2a a
-rw-rw-r-- 1 yan yan 0 Jul 10 10:04 a
lrwxrwxrwx 1 yan yan 1 Jul 10 10:06 link2a -> a

如果link2a已经存在：

lrwxrwxrwx 1 yan yan 1 Jul 10 10:06 link2a -> a
yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
symlink: File exists

readlink函数读取符号链接本身，并读该链接中的名字，函数声明如下：

 #include <unistd.h>
 ssize_t readlink(const char* restrict pathname, char* restrict buf, size_t bufsize);

如果成功返回读到的字节，出错则返回-1.

实践：

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>

 int main(void){
         char buf[256];
         if(readlink("symblicfile",buf,256)<0){
                 perror("readlink");
                 return -1;
         }

         printf("%s\n",buf);
         return 0;
 }

运行结果：

yan@yan-vm:~/apue$ ll symblicfile
lrwxrwxrwx 1 yan yan 7 Jul 10 07:21 symblicfile -> desfile

yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
desfile稾s

为什么会有乱码呢？原因是，buf中返回的字符串不会以null结尾，所以需要自己来添加：

 #include <stdio.h>
 #include <unistd.h>
 #include <string.h>

 int main(void){
         char buf[256];
         memset(buf,0,256);
         if(readlink("symblicfile",buf,256)<0){
                 perror("readlink");
                 return -1;
         }
         buf[255] = 0;

         printf("%s\n",buf);
         return 0;
 }

运行结果：

yan@yan-vm:~/apue$ ./a.out
desfile