Linux-inode是什么

1. inode是什么？

• inode是Linux系统当中，文件对应的“身份证号”
• inode是系统辨认文件的标识，从文件创建开始，终身唯一，不可修改。
• 在Linux系统当中，每个文件都必须有唯一的inode号用以辨识身份信息。
• inode当中包含对于文件创建时间等等的一系列信息

2. 为什么需要inode？

• 系统需要用一个uuid类似的设计去标识每一个文件，实现偏平化的控制
• 利用inode实现软硬链接
• 系统如果想要删除一个文件，直接删除其inode号即可。
• 如果用户移动文件，那么系统会更新inode内部信息，但是inode号始终不变（搬家的话身份证号也是不变的）
• 系统如果想要更新软件，那么可以通过inode号识别到正在运行的二进制文件，然后产生一个新的inode，文件名和旧的文件保持一致。那么就不会影响到正在运行的文件。等旧文件运行终止，系统回收旧文件的inode号，实现热更新。

3. Linux关于inode的设计

3.1 物理层面的设计

• 硬盘存储的最小单位（原子单位），称为扇区sector，一般是0.5KB
• 操作系统读取硬盘的时候，一般8个sector一起读，称为block，这是文件存取的最小单位
• 文件源数据存在在block当中，但是还是需要另外一个东西去存放文件的原始信息（谁建的，操作权限是什么，上次修改是什么时间，文件有多大，有多少个链接指向文件的inode等等）
• 硬盘?一般分成两个区，一个专门放inode信息（一般256KB或者128KB一条），另外的区域专门放源数据。
• 在格式化的时候，inode号码的总量就确定下来了（那是肯定的，因为需要划分inode区域的大小
• 存在一种情况，硬盘没有满，但是inode号已经用光了，那样文件也没办法存进去了。
• df -i查看硬盘的inode分配情况

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3.2 目录的设计

• 目录（directory）通过多个目录项（dirent）构成
• dirent = 子文件文件名 + 子文件inode号
• ls -i .列出当前目录下的文件inode分配情况

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3.3 inode 数据结构的设计

• 文件的字节数

  • 文件拥有者的User ID
  • 文件的Group ID
  • 文件的读、写、执行权限
  • 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。
  • 文件数据block的位置

• 利用stat查看文件的inode信息

4. inode和软硬连接

• 软链接：

  • 相当于一个全新的文件，只不过这个文件里面的block，存放的是指向另外一个文件的inode的链接（类似于快捷方式）
  • soft link 就是 symbolic link
  • 软链接对于它指向的文件其实是有依赖关系的

• 硬链接：

• 在源文件的inode块上面，重新添加一个链接（源文件inode链接数 + 1）

• 类似于源文件的“马甲”，“别名”，比如大名叫王大毛，小名叫王狗子，其实是同一个人（同一个inode块，也是同一个block）

• 如果inode链接数为0，那么系统就会回收文件的物理存储block，等于删除了文件