概述

在本篇中，學習建立和管理硬連結和符號連結。學習：

• 建立硬或軟連結
• 識別連結並知道它們的型別
• 理解複製與連結檔案之間的區別
• 使用連結執行系統管理任務

連結簡介

在儲存裝置上，檔案或目錄包含在一些資料塊中。有關某個檔案的資訊包含在一個 inode 中，它記錄了所有者、最後訪問該檔案的時間、檔案的大小、它是否是目錄，以及誰可以讀取或寫入它等資訊。inode 編號也稱為檔案序列號 ，該編號在特定檔案系統內是唯一的。一個 目錄條目 包含一個檔案或目錄的名稱，以及用來儲存該檔案或目錄的資訊的 inode 的指標。

建立連結

硬連結 是指向 inode 的目錄條目，而 軟連結 或 符號連結 是指向提供另一個目錄條目的名稱的 inode 的目錄條目。儲存第二個名稱的準確機制可能依賴於檔案系統和名稱的長度。符號連結也稱為symlink

您可以只為檔案建立硬連結，而不為目錄建立硬連結。一個例外是一個包含該目錄和它的父目錄（. 和 ..）的目錄中的特殊目錄條目，它們是維護子目錄數量的硬連結。因為硬連結指向 inode，而且 inode 僅在特定的檔案系統內是唯一的，所以硬連結不能跨檔案系統使用。如果一個檔案有多個硬連結，那麼只在指向該 inode 的最後一個連結被刪除，而且連結數量變為 0 時，才會刪除該檔案。

軟連結或 symlink 僅按名稱指向另一個檔案或目錄，而不是按 inode。軟連結可以跨越檔案系統邊界進行使用。刪除軟連結不會刪除目標檔案或目錄，刪除目標檔案或目錄也不會自動刪除任何軟連結。

首先讓我們看看如何建立硬和軟連結。在本教程後面，我們將介紹識別和使用我們在這裡建立的連結的方式。

硬連結

使用 ln 命令建立現有檔案的額外的硬連結（但不能是目錄，即使系統將 . 和 .. as 設定為硬連結）。

清單 1 展示瞭如何建立一個包含兩個檔案和一個子目錄的目錄，其中包含 file1 的兩個硬連結，一個位於同一個目錄中，另一個位於子目錄中。我們向 file1 新增一個詞，然後向 file3 新增另一個詞，並在子目錄中顯示該連結的內容，以表明所有連結確實都指向相同的資料。

清單 1. 建立硬連結

[[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

如果嘗試建立跨檔案系統或針對目錄的硬連結，則會獲得錯誤。清單 2 顯示我的主目錄和 research 目錄在不同的檔案系統上，而且跨這些檔案系統建立硬連結的嘗試失敗了，與建立 lpi104-6 目錄的硬連結的嘗試一樣。

清單 2. 硬連結建立失敗

[[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

軟連結

使用 ln 命令和 -s 選項來建立軟連結。軟連結使用檔案或目錄名稱，這些名稱可能是相對或絕對的。如果使用相對名稱，您可能希望當前工作目錄是您建立連結的目錄。否則，您建立的連結將是檔案系統中的另一個位置相對的連結。

清單 3 展示了為我們剛建立的 file1 建立軟連結的兩種方式，以及如何建立軟連結，而不是建立在 清單 2中失敗的兩個硬連結。

清單 3. 建立軟連結

[[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

與之前一樣，您可以使用任何連結或目標檔名來引用該檔案或目錄。清單 4 顯示了一些例子。

清單 4. 使用軟連結

[[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

在建立連結時，讓我們在工作目錄 不是我們想要存放連結的目錄時使用相對路徑建立一個連結。下一節將介紹如何實現此目的。

清單 5. 建立不良的軟連結

 [[email protected] ~]$ ln -s lpi104-6/file1 lpi104-6/file6

識別連結

在上一節中，您瞭解瞭如何建立連結，但不知道如何區分您建立的連結。現在讓我們討論一下這個主題。

查詢資訊

在許多系統上，ls 命令等同於 ls --color=auto ，它以不同顏色列印不同型別的檔案系統物件。如果使用此選項，可能使用藍綠色文字來顯示 symlink，如 圖 1中所示。

圖 1. 使用 ls 的 --colors 選項來識別連結

在舊配置上，可能使用深藍色背景來顯示硬連結。這些顏色可使用 dircolors 程式來配置。如果要自定義您的終端外觀，您可能希望更改ls 的一些輸出的顏色。清單 6顯示了一種在 Fedora 22 系統上獲得硬連結的藍色背景的方式，而 圖 2 則顯示了結果。使用手冊頁進一步理解該示例。

清單 6. 使用 dircolors 為硬連結設定一種藍色背景

[[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 )

圖 2. 使用藍色背景來標識硬連結

對於能夠區分顏色的視力正常的人而言，顏色可能很方便，但它們對其他人沒多大用處，對 shell 指令碼或程式肯定也沒多大用處。沒有顏色，就需要更多的資訊，比如使用ls -l 通過一個長清單所提供的資訊。在 清單 7中，我們為第一個示例顯式禁用了顏色輸出，但您也可以像我們對另外兩個示例所做的一樣顯式呼叫/bin/ls 命令。

清單 7. 識別連結

[[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

輸出的第二列是一個連結計數，顯示了此檔案的硬連結數，所以我們知道 file1、file3 和 file3sub 都擁有多個指向它們表示的物件的硬連結。我們仍沒有足夠的資訊來知道它們都表示同一個物件。如果您刪除一個連結數大於 1 的檔案，inode 中的連結數會減 1，但該檔案只在連結數變為 0 時才會刪除。同一個檔案的其他所有硬連結將顯示一個現在減去了 1 的連結數。

在輸出的第一列中，您會看到第一個字元是表示符號連結的 “l”（L 的小寫形式）。您還會看到在 -> 字元後顯示了連結的目標。例如，file4 -> /home/ian/lpi104-6/file1。另一個提示是，該大小是連結目標的名稱中的字元數。請注意，對於符號連結，目錄清單中的連結數沒有更新。刪除該連結不會影響目標檔案。Symlink 不會阻止檔案被刪除。如果目標檔案被移動或刪除，那麼 symlink 將被破壞。出於這個原因，許多系統在目錄清單中使用了顏色，通常使用淡藍色表示正常連結，使用紅色表示被破壞的連結。

您可以使用 ls 命令的 -i 選項來顯示檔案和目錄條目的 inode 數量。清單 8同時給出了我們的 lpi104-6 目錄的短和長輸出。

清單 8. 顯示 inode 資訊

[[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

您還可以使用 find 命令，使用 -type l 查詢表示式來搜尋符號連結，如 清單 9中所示。

清單 9. 使用 find 查詢 symlink

[[email protected] ~]$ find lpi104-6 research/lpi104-6 -type l
 lpi104-6/file4 
 lpi104-6/file6 
 lpi104-6/file5 
 research/lpi104-6/file4

破壞的 symlink

在 清單 5 中，我們宣告要建立一個不良的軟連結。這是破壞的 symlink 的一個示例。因為硬連結始終指向一個表示檔案的 inode，所以它們始終有效。但是，symlink 可能出於許多原因而遭到破壞，包括：

• 在建立連結時，連結的原始檔案或目標不存在（就像 清單 5 中一樣）。
• 連結的目標被刪除或重新命名。
• 目標的路徑中的某個元素被刪除或重新命名。

所有這些條件都不會丟擲錯誤，所以您需要仔細考慮您在建立 symlink 時可能發生了什麼情況。具體地講，對於絕對或相對路徑的選擇，可能受到您希望連結的物件在連結生存期中發生什麼的影響。

如果您使用顏色輸出，破壞的 symlink 可能在黑色背景上顯示為紅色文字，就像 圖 1 中的 file6 的情況一樣。否則，您需要使用 ls 的 -H 或 -L 選項來取消引用該連結，並提供有關目標的資訊。-H 選項在命令列上取消引用連結，-L 選項取消引用顯示中包含的附加連結。清單 10演示了來自這兩個選項的輸出中的區別。

清單 10. 使用 ls -H 和 ls -L 取消引用連結

[[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

請注意，錯誤訊息表明 file6 不存在，另請注意針對它的包含所有 “?” 字元的輸出，它們同樣表明該檔案不存在。

關於破壞的符號連結，還要說明最後一點。讀取該檔案的嘗試將失敗，因為它不存在。但是，如果您擁有目標檔案的合適許可權，寫入它的嘗試將有效，如 清單 11中所示。請注意，我們需要在寫入該檔案之前建立 lpi104-6/lpi104-6。

清單 11. 讀取和寫入一個破壞的 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

誰連結到我？

要確定哪些檔案是一個特定 inode 的硬連結，可以使用 find 命令和 -samefile 選項及一個檔名，或者-inum 選項及一個 inode 編號，如 清單 12 中所示。

清單 12. 查詢同一個檔案的硬連結

[[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

要查詢哪些檔案通過符號連結而連結到一個特定檔案，可以使用 find 命令和 -lname 選項及一個檔名，如 清單 13 所示。連結可以使用相對或絕對路徑，所以您可能希望在名稱中放入一個前導的星號來找到所有匹配結果。

清單 13. 查詢一個檔案或目錄的符號連結

[[email protected] ~]$ find lpi104-6 research/lpi104-6 -lname "*file1"
 lpi104-6/file4 
 lpi104-6/file6 
 lpi104-6/file5 
 research/lpi104-6/file4

複製還是連結

根據您想要完成的任務，有時會使用連結，有時複製一個檔案可能會更好一些。主要區別在於，連結提供了一個檔案的多個名稱，而副本會在兩個不同的名稱下建立兩組相同的資料。對於備份和測試用途，肯定會使用副本，您希望試驗一個新程式而不讓您的操作資料處於風險之中。在需要某個檔案（或目錄）的別名時（可能用於提供更方面或更短的路徑），可以使用連結。在下一節中，我們將介紹連結的其他一些用法。

您已經看到，在更新一個檔案時，它所有的連結都會看到更新資訊，而複製檔案不會這樣。您還看到，符號連結可以破壞，後續寫入操作可以建立新的檔案。請小心使用連結。

連結和系統管理

連結（尤其是符號連結）通常用在 Linux 系統管理中。命令通常具有別名，所以使用者不需要知道當前命令的版本號，但在必要的時候，可以使用更長的名稱來訪問其他版本。如 清單 14所示，python 命令是python2 的 symlink，python2 本身是 2.7 版的 python2.7 的 symlink。

清單 14. 將命令別名化為一個特定版本

[[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

在多個命令名稱使用相同的基礎程式碼時，比如儲存和重新啟動系統的各種命令，其他用途就可以派上用場。有時，一個新命令名稱（比如 genisoimage ）將取代舊命令名稱，但舊名稱 (mkisofs) 保持為新命令的連結。一些替代性 工具會廣泛使用連結，所以您可以在多個替代性工具中選擇一個來用於某條命令，比如java 。清單 15顯示了一些示例。

清單 15. 命令別名的示例

[[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.

庫名稱通常也使用 symlink 來管理，無論是允許程式在獲取當前版本時連結到一般名稱，還是管理系統，比如能夠執行 32 位程式的 64 位系統。清單 16顯示了一些示例。請注意，一些情況會使用絕對路徑，而另一些情況會使用相對路徑。

清單 16. 庫連結

[[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