文件是文件系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的分割單元。文件系統(tǒng)用目錄來組織文件，賦予文件以上下分級的結構。在硬盤上實現(xiàn)這一分級結構的關鍵，Linux使用inode來虛擬普通文件和目錄文件對象，下面為大家詳細講解一下Linux inode。

inode在文件系統(tǒng)創(chuàng)建是確定，并且每個文件系統(tǒng)都有一個inode集合。最大的目錄大小取決于不同的文件系統(tǒng)。為了獲得更好的性能，通常將文件放入不同的子目錄中，而不是將所有文件放入同一個目錄。

什么是inode number

inode是inode table中的一個條目，包含有關目錄和常規(guī)文件的元數(shù)據(jù)。inode是傳統(tǒng)Unix風格文件系統(tǒng) (比如ext3/ext4) 上的數(shù)據(jù)結構。Linux擴展文件系統(tǒng) (如ext2/ext3) 維護了一個inode的數(shù)組：inode table。inode table包含該文件系統(tǒng)中所有文件的列表。inode table中的各個inode項具有唯一的編號 (該文件系統(tǒng)唯一)，即inode number。深入inode數(shù)據(jù)結構，我們發(fā)現(xiàn)它存儲了如下信息：

• 文件類型： 普通文件，目錄，管道等等
  
• 權限：可讀，可寫，可執(zhí)行
  
• 鏈接數(shù)：鏈接到該inode的硬鏈接數(shù)
  
• User ID：文件所有者
  
• Group ID：所有者組ID
  
• 文件大小
  
• 時間信息
  
• 屬性：比如，不可改變位
  
• 訪問控制列表
  
• 文件數(shù)據(jù)存儲的實際位置
  
• 其他元數(shù)據(jù)
  

注意：inode中不存儲文件名數(shù)據(jù)

如何查看inode信息

如果你希望查看文件系統(tǒng)的inode信息，你可以使用一些shell命令來查看文件系統(tǒng)的屬性

a. 顯示指定文件信息

你可以使用stat命令顯示某個文件或目錄的inode信息，你必須指定文件或目錄名

# stat log.txt
 File: 'log.txt'
 Size: 212             Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd01h/64769d    Inode: 591912      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2018-11-26 11:27:13.683598803 +0800
Modify: 2018-12-06 17:18:49.799424595 +0800
Change: 2018-12-06 17:18:49.799424595 +0800
Birth: -

命令的輸出告訴了你該文件的各種時間信息，它的所有權和權限，以及文件存儲的位置。存儲文件數(shù)據(jù)的磁盤塊信息也展示在stat命令的輸出中。

你也可以選擇只列出文件的inode number：

# stat --format=%i log.txt
591912

b. 打印文件的inode number

ls命令用于列出文件/文件夾的信息。參數(shù) -i 說明需要顯示每個文件的inode number。我們可以結合參數(shù) -l 一起使用以列出詳細信息：

# ls -li
total 16
592404 drwxr-xr-x 6 root root 4096 Nov  2 15:01 config
591900 -rw-r--r-- 1 root root  453 Nov 25 22:25 docker-compose-single.yml
592414 -rw-r--r-- 1 root root 2714 Nov  2 15:01 docker-compose.yml
592415 drwxr-xr-x 2 root root 4096 Nov  2 15:01 mariadb

輸出的第一列顯示了文件的inode number。

c. 顯示文件系統(tǒng)inode的使用信息

默認情況下，df命令匯總可用和已用的磁盤空間。你可以通過傳遞 -i 或 --inodes 選項來接收有關可用和已使用的inode報告。

# df -i
Filesystem      Inodes  IUsed   IFree IUse% Mounted on
udev           2032387    398 2031989    1% /dev
tmpfs          2037595   1224 2036371    1% /run
/dev/vda1      3276800 325180 2951620   10% /
tmpfs          2037595      7 2037588    1% /dev/shm
tmpfs          2037595      4 2037591    1% /run/lock
tmpfs          2037595     16 2037579    1% /sys/fs/cgroup
overlay        3276800 325180 2951620   10% /var/lib/docker/overlay2/c1955f95c338497d2f669ee0baf2706f93c2765001cafd3568b5af9ebfbe0dfd/merged
overlay        3276800 325180 2951620   10% /var/lib/docker/overlay2/85a6ee4a64760a9e52efa312094092121160030132aaaf4bd32ecf5585324dfd/merged
overlay        3276800 325180 2951620   10% /var/lib/docker/overlay2/692ed70766a4ee954c0f0f1b19d69b906c33ae54a618f8686f66e31e9ac05606/merged
shm            2037595      1 2037594    1% /var/lib/docker/containers/2a09d78972ebb74a7631dfd5e567a2b54282886ac8d8dc54dc1f5badffc692b8/mounts/shm
shm            2037595      1 2037594    1% /var/lib/docker/containers/fd9619309707c1026876a401ac22eaf8dd9bfbaceb237ee927017818a6ffa3ff/mounts/shm
shm            2037595      1 2037594    1% /var/lib/docker/containers/080d0d79e069041a2997dfaf2c07e69a0518ad44271dad4688f459958dac09c5/mounts/shm
tmpfs          2037595      4 2037591    1% /run/user/1000

如果分區(qū)包含很多小文件，這些信息可能會有幫助，這可能會比耗盡可用磁盤空間更快的耗盡可用的inode。

d. 列出文件系統(tǒng)超級塊的信息

你可以使用 tune2fs -l 命令來顯示所有與inode相關的信息。

# tune2fs -l /dev/vda1  | grep inode
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery extent sparse_super large_file uninit_bg
Free inodes:              2952348
First inode:              11
Journal inode:            8
First orphan inode:       221187
Journal backup:           inode blocks

目錄的inode結構

上面提到過，Linux中的目錄也被視為文件。目錄是將文件名映射到其inode number的特殊文件 (此映射稱為dentry)。因此，當我們說某個目錄包含文件和其他目錄時，我們的意思是該目錄將這些文件和目錄映射到它們的inode number。這就是目錄無法容納兩個具有相同名稱的文件的原因，因為它無法使用兩個不同的inode number映射一個名稱。

當一個文件通過其父目錄映射到它到inode時，那么最頂層的目錄(即 / 目錄)如何映射到它的inode？實際上，/ 目錄的inode number是固定的，始終為2。

# stat /
File: '/'
 Size: 4096            Blocks: 8          IO Block: 4096   directory
Device: fd01h/64769d    Inode: 2           Links: 24
Access: (0755/drwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2018-07-24 17:05:52.740982553 +0800
Modify: 2018-12-21 18:02:05.258315357 +0800
Change: 2018-12-21 18:02:05.258315357 +0800
Birth: -

鏈接

在命令 ls -l 的輸出中，權限之后和所有者之前的列是鏈接計數(shù)。 鏈接計數(shù)是指文件的硬鏈接數(shù)。 要理解硬鏈接，我們從鏈接開始。 鏈接是指向另一個文件的指針。 在Linux世界中，存在兩種類型的鏈接：

a. 符號鏈接 (軟鏈接)

符號鏈接是一個單獨的文件，其內容指向被鏈接的文件。 要創(chuàng)建符號鏈接，請使用帶有-s選項的ln命令。 使用ln命令時，請確保首先引用原始文件的名稱，然后引用要創(chuàng)建的鏈接的名稱。

# ln -s /home/opt/sync.sh filesync

這里filesync是sync.sh的符號鏈接。 把它想象成一個快捷方式。 編輯filesync就像直接編輯原始文件一樣。 如果我們刪除或移動原始文件，鏈接將被破壞，我們的filesync文件將不再可用。

ls -l 命令顯示生成的文件是符號鏈接。 這由 ls -l 輸出的第一個位置中的字母l以及列表末尾的箭頭指示，該箭頭表示鏈接所指向的文件。

# ls -l filesync
lrwxrwxrwx 1 root root 20 Apr 7 06:08 filesync -> /home/opt/sync.sh

比較符號鏈接和原始文件時，您會發(fā)現(xiàn)它們之間存在明顯差異。

# ls -il /home/opt/sync.sh filesync
258674 lrwxrwxrwx 1 root root 20 Apr 7 06:08 filesync -> /home/opt/sync.sh
517333 -rw-r----- 1 root root 5 Apr 7 06:09 /home/opt/sync.sh

原始文件只是一個直接連接到inode的文件，而符號鏈接指向該文件。 符號鏈接的大小是它引用的文件名稱的字節(jié)數(shù)，因為符號鏈接中沒有其他信息可用。

b. 硬鏈接

要了解硬鏈接是什么，關鍵是要了解文件的標識是其inode編號，而不是其名稱。 硬鏈接是一個引用inode的名稱。 這意味著如果file1有一個名為file2的硬鏈接，那么這兩個文件都引用相同的inode。 因此，當您為文件創(chuàng)建硬鏈接時，您真正要做的就是為inode添加一個新名稱。 為此，請使用不帶選項的ln命令。

# ls -l /home/opt/sync.sh  
-rw-r----- 1 root root 5 Apr 7 06:09 /home/bobbin/sync.sh
# ln /home/opt/sync.sh synchro

讓我們來比較這兩個文件

# ls -il /home/bobbin/sync.sh synchro
517333 -rw-r----- 2 root root 5 Apr 7 06:09 /home/opt/sync.sh
517333 -rw-r----- 2 root root 5 Apr 7 06:09 synchro

關于硬鏈接的有趣之處在于原始文件和鏈接之間沒有區(qū)別：它們只是連接到同一個inode的兩個名稱。

正如您必須注意到的，與軟鏈接不同，硬鏈接不是特殊文件。 現(xiàn)在，鏈接計數(shù)是文件硬鏈接的數(shù)字。 因此，創(chuàng)建硬鏈接后鏈接計數(shù)會增加，如上圖所示。 這些硬鏈接有兩個限制：

• 目錄不能硬鏈接。 Linux不允許這樣做以維護目錄的非循環(huán)樹結構。
  
• 無法跨文件系統(tǒng)創(chuàng)建硬鏈接。 這兩個文件必須位于相同的文件系統(tǒng)上，因為不同的文件系統(tǒng)具有不同的獨立inode表（不同文件系統(tǒng)上具有相同inode編號的兩個文件是不同的）。
  

結論

每個Linux文件都有一個inode數(shù)據(jù)結構，inode包含文件的所有屬性，但不包含文件名。 符號鏈接類似于指向原始文件的快捷方式，而硬鏈接類似于文件的一份拷貝。 原始文件和硬鏈接之間沒有區(qū)別，他們都引用同一個inode。

本文名稱：詳解Linuxinode
文章源于：http://uogjgqi.cn/article/dpehicg.html