【解惑】软硬链接及挂载之间的区别总结

前言

链接是我们在linux 系统中常用到的一种操作，常见于把一个常用到的深层次目录下的文件链接到一个更容易访问的目录下，又或者是为了防止误删对文件进行一个备份的工作等。而挂载呢，也是计算机中一个非常重要的知识点，对于数据量大的实验室来说十分重要。那什么是软硬链接、什么是挂载呢？他们之间的区别又是什么？我们今天一起来看看。如有不妥之处，还请大家及时指正。

linux的文件系统(摘自“C语言中文网”)

在正式介绍软硬链接之前呢，我们需要先来了解一些基础的计算机知识，即linux的文件系统。目前linux常用的是ext4文件系统，该如果用一张示意图来描述 ext4 文件系统，则可以参考下图。

ext4 文件系统会把分区主要分为两大部分（暂时不提超级块）：小部分用于保存文件的 inode (i 节点）信息；剩余的大部分用于保存 block 信息。

inode 的默认大小为 128 Byte，用来记录文件的权限（r、w、x）、文件的所有者和属组、文件的大小、文件的状态改变时间（ctime）、文件的最近一次读取时间（atime）、文件的最近一次修改时间（mtime）、文件的数据真正保存的 block 编号。每个文件需要占用一个 inode。大家如果仔细查看，就会发现 inode 中是不记录文件名的，那是因为文件名记录在文件所在目录的 block 中。

block 的大小可以是 1KB、2KB、4KB，默认为 4KB。block 用于实际的数据存储，如果一个 block 放不下数据，则可以占用多个 block。例如，有一个 10KB 的文件需要存储，则会占用 3 个 block，虽然最后一个 block 不能占满，但也不能再放入其他文件的数据。这 3 个 block 有可能是连续的，也有可能是分散的。

由此，我们可以知道以下 2 个重要的信息：

1、每个文件都独自占用一个 inode，文件内容由 inode 的记录来指向；

2、如果想要读取文件内容，就必须借助目录中记录的文件名找到该文件的 inode，才能成功找到文件内容所在的 block 块。

什么是硬链接

明白了linux的文件系统，我们接着来看看什么是硬链接。其实硬链接就是在一个inode上给同一个文件分配多个文件名。举个例子，比如我们有个文件A，这个A文件已经在某个inode上记录了文件的信息，实际数据也存储在某个block上了。现在我们对文件A做个硬链接B，那如果我们现在查看文件B的inode号，会发现与A完全相同。也就是说，一个inode对应了两个文件名A和B，这两个文件名其实都指向同一个文件，即在计算机系统里面其实是等价的。

这里我们需要注意文件名和文件之间的区别。文件指的是实际的数据文件，就是存储在block里面的内容。而文件名可以理解为是我们读取文件时需要的一个引子，通过它才能找到对应的inode，进而找到文件所在的block。所以，如果我们在这里删除了A，即rm A，其实对B没有影响，依然可以通过B来读取实际数据。我们给存储在block中的实际数据每增加一个文件名时，所对应的inode上的链接数就加1；删除一个文件名时，链接数就减1。直到这个inode上面的链接数减少到0的时候，实际存储在block中的数据文件才会真正被删除，相应的硬盘资源也就被回收了。

此外，硬连接有两个限制：一是不能对目录创建硬连接，由于Linux 文件系统中的目录均隐藏了两个特殊的目录，当前目录和父目录。其实是两个硬链接，若系统运行对目录创建硬链接，则会产生目录环境的损坏(无限循环中)。二是创建硬连接需要在同一个文件系统下，否则无法成功。对于在不同挂载点下的文件间创建链接，或者对目录进行链接，都可以用下面的软链接。

什么是软链接

那什么是软链接呢？其实软链接比较像我们自己个人电脑上的快捷方式。比如我们在电脑的 C 盘里面安装了 QQ 这个程序，我们当然可以每次登录 QQ 前都先进入 C 盘然后点击 QQ 来运行。但为了方便的话，我们也可以直接在桌面上创建它的快捷方式，这样我们只需要点击桌面上的 QQ 而不需要再繁琐地进入 C 盘就能运行它了。我们 linux 里面的软链接与这个十分类似，它也是为了某一个文件在另外一处做了同步的链接，这点可以通过 ll 命令看的很清楚，它具体给出了软链接所对应文件的实际物理路径。如果我们往这个软链接中添加、删除或者修改一些东西，那么相应地在该软链接所对应的实际文件中也会做出同步的改变。反过来亦是同步的。

这里需要注意的是如何删除软链接。我们知道，如果我们在桌面上删除了 QQ 的快捷方式，其实 QQ 这个程序还是在的，我们只不过需要到原来的C盘里面去点击运行它了。删除软连接与之类似又有不同。举个例子来说明：比如我们有一个文件目录叫做 test，该目录下有个文件叫 hello.py。我们为这个文件目录做一个软链接，叫做 lns_test，可以看到 lns_test目录下也有个文件叫做 hello.py。下面给出两种删除方式，形式类似，效果大为不同：

rm -rf lns_test 这个命令是将软链接目录 lns_test 删除，并不会影响到源文件目录 test 及其下的文件 hello.py。

rm -rf lns_test/ 这个命令是将软链接 lns_test 下面的的文件 hello.py 删除了，注意，此时 lns_test 依然存在。且相应的源文件目录 test 下的文件 hello.py 也被删除了！

根据这个例子，大家应该能明白两个删除方式之间的不同了。请大家在使用时务必注意！

什么是挂载(摘自“C语言中文网”)

在了解挂载之前，我们首先要知道“Linux系统中一切皆文件”，所有文件都放置在以根目录为树根的树形目录结构中。在 Linux 看来，任何硬件设备也都是文件，它们各有自己的一套文件系统（文件目录结构）。 因此产生的问题是，当在 Linux 系统中使用这些硬件设备时，只有将Linux本身的文件目录与硬件设备的文件目录合二为一，硬件设备才能为我们所用。合二为一的过程称为“挂载”。挂载，指的就是将设备文件中的顶级目录连接到 Linux 根目录下的某一目录（最好是空目录），访问此目录就等同于访问设备文件。纠正一个误区，并不是根目录下任何一个目录都可以作为挂载点，由于挂载操作会使得原有目录中文件被隐藏，因此根目录以及系统原有目录都不要作为挂载点，会造成系统异常甚至崩溃，挂载点最好是新建的空目录。

这里需要注意的是，如果不挂载，通过Linux系统中的图形界面系统可以查看找到硬件设备，但命令行方式无法找到。

举个例子来加深理解，我们想通过命令行访问某个 U 盘中的数据，下图所示为 U 盘文件目录结构和 Linux 系统中的文件目录结构。从图中可以看到，目前 U 盘和 Linux 系统文件分属两个文件系统，还无法使用命令行找到 U 盘文件，需要将两个文件系统进行挂载。

接下来，我们在根目录下新建一个目录 /sdb-u，通过挂载命令将 U 盘文件系统挂载到此目录，挂载效果如下图所示。可以看到，U 盘文件系统已经成为 Linux 文件系统目录的一部分，此时访问 /sdb-u/ 就等同于访问 U 盘。事实上，当 U 盘插入 Linux 后，系统也会给 U 盘分配一个目录文件（比如 sdb1），就位于 /dev/ 目录下（/dev/sdb1），但无法通过 /dev/sdb1/ 直接访问 U 盘数据，访问此目录只会提供给你此设备的一些基本信息（比如容量）。总之，Linux 系统使用任何硬件设备，都必须将设备文件与已有目录文件进行挂载。

软硬链接以及挂载之间区别

我相信你看到这里的时候，已经对软硬链接及挂载有了一定的认识了。这里我们做一个简单的总结，硬连接适用于数据备份，通过一个inode对应多个文件名，可以有效地防止误删文件带来的损失，但硬链接创建的文件占用存储空间；软链接适用于将某个深层次的目录链接到更易访问的目录下，即创建一个类似快捷方式的文件，不占存储空间；挂载主要是针对设备文件，是为了将设备文件与Linux文件系统“合二为一”，方便我们使用命令行检索到的，可以用来增加存储空间。

举个例子加深理解：我们在跑WRF的时候经常会输出TB级别的文件，这些文件需要存储下来。通常我们会将一个存储空间大的设备文件挂载( mount命令)到服务器上的某个公共目录下如 /storage，然后我们每个人都可以在这个storage文件夹下创建自己的文件夹如 /storage/zhxia，但我们正常情况下是在 /work/home/zhxia的个人工作目录下进行实验，数据也输出在这个目录中。这个时候我们就可以通过软链接(ln -s 命令)的形式将 /storage/zhxia 链接到个人工作目录下方便使用啦。此外，如果我们不放心，害怕哪天数据不小心被误删了，还可以通过创建硬连接(ln 命令）的形式为数据(注意，不是目录)做个备份呢！

本文部分内容摘自“C语言中文网”，已经征得网站站长严先生的同意。我在学习过程中发现这个网站很不错，大家有需要也可以去看看。

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