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这篇文章主要介绍 linux 硬链接和软链接的示例分析，文中介绍的非常详细，具有一定的参考价值，感兴趣的小伙伴们一定要看完！
前言
最近前端包管理器 pnpm 真的是太火了，大量的文章分析了 pnpm 的原理。了解之后，发现 pnpm 整个架构都是基于硬链接和软链接组织的，但我对这两个概念比较模糊，所以想研究一下。
众所周知，Unix/Linux 系统中一切皆文件。可见，文件在 Linux 系统中非常重要。我们平常比较直观的对于文件的感受肯定是文件名和文件内容。但在 Linux 的文件系统中，除了文件名和文件内容，还有一个很重要的概念，就是 inode。
inode
维基百科这样描述 inode：
The inode (index node) is a data structure in a Unix-style file system that describes a file-system object such as a file or a directory. Each inode stores the attributes and disk block locations of the object s data.File-system object attributes may include metadata (times of last change,access, modification), as well as owner and permission data.
A directory is a list of inodes with their assigned names. The list includes an entry for itself, its parent, and each of its children.
意思就是：inode 是类 Unix 文件系统中用来描述文件系统对象（比如文件或文件夹）的一种数据结构。它存储着文件的各种属性（最近一次 inode 变动的时间、最近一次访问的时间、最近一次修改的时间等元信息，以及权限信息等）。文件夹是一组 inode，包括自身的入口、父节点的入口以及所有子节点。
其实，inode 包含的内容不止上面这些，具体有：
文件的字节数
文件的 User ID
文件的 Group ID
文件的读、写、执行权限
时间戳：ctime，inode 上一次变动的时间；mtime，文件内容上一次变动的时间；atime，文件上一次打开的时间
链接数，即有多少个文件名指向这个 inode
文件数据 block 的位置
Linux 使用的 ext2/ext3 文件系统中，不同类型的数据存放在不同的区域。inode 组成的 inode table 存放在一个位置，文件数据块则存在另外一个位置。
inode 不包含文件名，文件名存放在文件夹信息的结构体里。文件名相当于 inode 的别名，便于我们管理和记忆。Linux 系统对文件的操作都是通过 inode 做到的，当我们修改文件时，系统从文件夹的信息结构体里找到文件名对应的 inode，再通过存储在 inode 中的文件数据 block 地址找到对应的硬盘位置进行读写操作。
硬链接
一般来说，inode 与文件名、文件数据是一对一的关系，但我们可以通过 shell 命令让多个文件名指向同一个 inode，这种就是硬链接（hard link）。
使用 ln origin destination 命令可以创建硬链接，如
ln test.txt test_hard.txt对应 nodejs 的 fs.link 方法。
创建硬链接前，test.txt 可以这样表示：
创建硬链接后：
可以看到，test_hard.txt 的 inode 跟源文件 test.txt 使用的是同一个，只是现在链接数变成 2 了。
我们可以执行 ls -li 查看一下。
第一列是 inode number，可以看到都是 13029546，所以两个文件使用的是同一个 inode。第二列是权限信息，第四列是拥有者，第六列是文件内容大小。可以看到，除了文件名不一样之外，硬链接创建的文件跟源文件的所有元信息完全一样。第三列表示链接数，可以看到，目前链接数为 2。
由于硬链接文件和源文件使用同一个 inode，并指向同一块文件数据，除文件名之外的所有信息都是一样的。所以这两个文件是等价的，可以说是互为硬链接文件。修改任意一个文件，可以看到另外一个文件的内容也会同步变化。
软链接
准确来说叫符号链接（symbolic link），一般又叫软链接（soft link）。与硬链接共用一个 inode 不同，软链接会创建新的 inode，并指向源文件。可以理解软链接就是 windows 系统中的桌面快捷方式。
创建软链接的命令和硬链接很像，多了 - s 参数：ln -s origin destination：
ln -s test.txt test_symbolic.txt对应的 nodejs 的 fs.symlink 方法。
创建软链接之后：
源文件 inode 的链接数还是 1，创建了新的 inode，软链接指向源文件。
执行 ls -li 看一下：
可以看到，软链接的 inode number 跟源文件的不一样，权限一列开头为小写 L，表示软链，链接数为 1，大小为 8 个字节。没错，软链文件也有大小，不过一般很小，毕竟只是一个快捷方式。
对比文件重命名或文件移动
文件重命名和文件移动对于 Linux 系统来说都是文件绝对路径的更改。对硬链接来说，文件重命名或文件移动不会改变链接指向，而对软链接来说，文件重命名或文件移动则使链接断开，这时通过软链接修改文件内容时会重新创建一个新的 inode，跟原文件名和文件数据块关联。
文件删除
rm 命令或者 nodejs 的 unlink 其实是将 inode 的链接数减 1。对于前文的硬链接，删除 test_hard.txt 使得 inode1 的链接数变成 1，当链接数变成 0 时，系统就会释放掉这个 inode，之后再创建的新文件就可以使用该 inode 的 inode number 了。这时没有 inode 指向文件数据 block，所以文件找不到了。但实际上文件数据还存在硬盘中，所以经常能看到网上有一些帮助恢复误删的文件的工具。软链接 inode 链接数为 1，删除软链接则系统释放该 inode。
链接文件和文件夹
软链接可以链接文件和文件夹，但硬链接只能链接文件。
不同文件系统创建链接
软链接可以跨不同的文件系统创建，但是硬链接不行，因为硬链接是共用一个 inode，而不同的文件系统有不同的 inode table。
应用场景硬链接
文件备份：为了防止重要的文件被误删，文件备份是一种好的办法，但拷贝文件会带来磁盘空间的消耗。硬链接能不占用磁盘空间实现文件备份。
文件共享：多人共同维护同一份文件时，可以通过硬链接的方式，在私人目录里创建硬链接，每个人的修改都能同步到源文件，但又避免某个人误删就丢掉了文件的问题。
文件分类：不同的文件资源需要分类，比如某个电影即是的分类是外国、悬疑，那我们可以在外国的文件夹和悬疑的文件夹里分别创建硬链接，这样可以避免重复拷贝电影浪费磁盘空间。有人可能说，使用软链接不也可以吗？是的，但不太好。因为一旦源文件移动位置或者重命名，软链接就失效了。
软链接
快捷方式：对于路径很深的文件，查找起来不太方便。利用软链接在桌面创建快捷方式，可以迅速打开并编辑文件。
灵活切换程序版本：对于机器上同时存在多个版本的程序，可以通过更改软链接的指向，从而迅速切换程序版本。这里提到了 python 版本的切换可以这么做。
动态库版本管理：不是很懂，具体可以看这里。
总结
Linux 系统通过 inode 管理文件，inode 存储着文件字节数、文件权限、链接数、数据 block 位置等信息。
硬链接与源文件共用 inode，除了文件名不同，其他与源文件一样。不能对文件夹创建硬链接，不能对不同的文件系统的文件创建硬链接。
软链接类似于 windows 的快捷方式，有独立的 inode。可以对文件夹或不同文件系统的文件创建软链接。
硬链接和软链接修改文件内容都会同步到源文件，因为本质上它们都是指向源文件的数据 block。
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