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inode 是 Linux 操作系统中存储文件时用到的一种数据结构，，它包含了与文件系统中各个文件相关的一些重要信息。先通过几个概念来引出inode的基本知识：
一、学习几个概念
1.扇区(Sector)
硬盘的最小存储单元叫做扇区(Sector)，每个扇区大小为512字节(相当于0.5KB)。
Linux查看扇区大小：fdisk -l /dev/sda
$ sudo fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda：238.47 GiB，256060514304 字节，500118192 个扇区
Disk model: LITEON CV5-8Q256
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：gpt
磁盘标识符：13A954F1-DF3E-4C48-8E67-51F2D0210154
设备 起点 末尾 扇区 大小 类型
/dev/sda1 2048 2099199 2097152 1G EFI 系统
/dev/sda2 2099200 18876415 16777216 8G Linux swap
/dev/sda3 18876416 228591615 209715200 100G Linux 文件系统
2.块(Block)
Windows文件系统的最小逻辑存储单元叫做簇（Cluster），而Unix/Linux系统则将最小逻辑存储单位叫做块（Block），每个块或簇可以包括2、4、8、16、32、64(2的n次方)个相邻的扇区，Linux系统中块的大小一般为8个相邻的扇区，也就是4KB(这个值可以在格式化分区的时候修改)。系统读取数据时是一个块一个块的读取，而不是一个扇区一个扇区的读取。
3.数据区和Inode区
Linux在格式化硬盘时，linux系统在格式化硬盘时，会将硬盘分区分成2个区域。一个是数据区（data area），以块为最小存储单元，用于存放文件数据；另一个是inode区（inode table），以inode节点为最小存储单元，Inode table也叫inode索引表，用于存放文件存储大小、权限、时间戳、链接数等关键的元信息(注意：文件名不属于inode信息)。
二、文件读取方式
先看一张图：
1.目录数
首先，Linux文件系统是以目录树的形式来存储和读取的，根节点是”/”，因此所有的文件都必须处于目录内，目录中存放的数据实际上是一个目录表。而目录表中包含2个元素，一个是inode号码，一个是目录内文件名。
2.inode表
Inode表中存储着所有文件的元信息，其中包含inode号码，并有一个指针指向文件的数据存储位置，这个数据存储位置就在数据区中。
3.数据区
数据区中存放着文件的真实数据，因为数据区最小存储单元是块，每个块的大小固定(8个扇区)，如Linux系统块的大小一般为4KB，因此一个块只能存放一个文件的内容，无论这个文件有多小，也就是说一个文件占用的空间必然是1个或多个块的大小，也就是4K的倍数。
先创建几个目录和文件进行演示：
hollowman@hollowman-f117:~$ mkdir inodes
hollowman@hollowman-f117:~$ cd inodes
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -ali
总用量 8
2630100 drwxrwxr-x 2 hollowman hollowman 4096 4月 24 08:29 .
2621442 drwxr-x--- 24 hollowman hollowman 4096 4月 24 08:29 ..
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ touch file1
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -ali
总用量 8
2630100 drwxrwxr-x 2 hollowman hollowman 4096 4月 24 08:30 .
2621442 drwxr-x--- 24 hollowman hollowman 4096 4月 24 08:29 ..
2630487 -rw-rw-r-- 1 hollowman hollowman 0 4月 24 08:30 file1
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ echo aaaaa > file1
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -ali
总用量 12
2630100 drwxrwxr-x 2 hollowman hollowman 4096 4月 24 08:30 .
2621442 drwxr-x--- 24 hollowman hollowman 4096 4月 24 08:29 ..
2630487 -rw-rw-r-- 1 hollowman hollowman 6 4月 24 08:30 file1
三、查看文件的inode信息
可通过命令：stat filename来查看文件的inode信息
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ stat file1
文件：file1
大小：6 块：8 IO 块：4096 普通文件
设备：803h/2051d Inode：2630487 硬链接：1
权限：(0664/-rw-rw-r--) Uid：( 1000/hollowman) Gid：( 1000/hollowman)
最近访问：2022-04-24 08:30:10.001781375 +0800
最近更改：2022-04-24 08:30:47.947246493 +0800
最近改动：2022-04-24 08:30:47.947246493 +0800
创建时间：2022-04-24 08:30:10.001781375 +0800
打印出的信息中，除了文件名不属于inode，其他都是inode中包含的元信息。下面为各个元信息的说明：
文件大小(size): 6字节，这是文件的实际大小
分配的区块数(Blocks): 8，也就是分配1个块=连续的8个扇区，这是文件实际占用空间大小：8*512=4KB
IO 块(IO Block): 4096，表示该文件系统的最小寻址单元，对应Blocks也就是4096字节(4KB),恒定数字
文件类型: 普通文件regular file
所在设备(device): 803h/2051d
Inode号: 2630487
硬链接数(Links): 1
权限(Access): 0664/-rw-rw-r--，文件的读取权限，不解释
Uid: 1000/hollowman，文件的属主为hollowman用户
Gid: 1000/hollowman，文件的属组为hollowman用户组
最近访问时间(access time): 2022-04-24 08:30:10.001781375 +0800
最近更改时间(modify time): 2022-04-24 08:30:47.947246493 +0800，指的文件内容变动时间
最近改动时间(change time): 2022-04-24 08:30:47.947246493 +0800，指的inode变动时间
创建时间(birth): 2022-04-24 08:30:10.001781375 +0800
在Linux系统中仅仅通过inode号码来标识不同文件，而文件名只是文件的一个别称，在Linux系统中还可以通过硬链接的方式用不同文件名指向同一个inode号码，这样两个文件名的数据完全相同。
四、inode的大小
既然在格式化硬盘的时候，系统会将硬盘分成两个区域：数据区(data area)和inode区（inode table），那inode也是需要占用硬盘空间的，数据区和inode区中任意一个区存储满了，硬盘也就无法再存储文件了，哪怕另一个区中还有空间。
每个inode的大小，一般是128字节或256字节。而inode的总数则在格式化时就会给定，一般每1KB或每2KB或4KB设置一个inode。例如一块硬盘分区时,每分配4KB给data area，就分配一个inode(假设每个inode大小为128b)，那么inode table与data area的比例就是128:4096=1:32。
可以用df -i命令查看硬盘分区的inode总数和已经使用的数量
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ df -i /dev/vda
五、硬链接
用户找到和打开文件的步骤：找到这个文件名对应的inode号码--->通过inode号码获取inode信息--->据inode信息找到文件数据所在的block并读取数据。
虽然文件读取都是通过inode号码，但我们日常却是对文件名来操作的，对文件名的操作则用到了硬链接。
硬链接是文件名直接指向inode号码，一个inode号码可以对应多个硬链接，创建文件的过程其实也是一个硬链接的过程，刚创建的文件硬链接数量是1。
创建硬链接用ln命令
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ touch file2
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -l file2 #可以看出创建文件后，有1个硬链接
-rw-rw-r-- 1 hollowman hollowman 0 4月 24 13:13 file2
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ln file2 file3 #创建硬链接后，硬链接数+1，且file2和file3实际指向的是同一个文件
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -l file2
-rw-rw-r-- 2 hollowman hollowman 0 4月 24 13:13 file2
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ echo abcd > file3 #修改file3文件，也等于是修改file2文件
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ cat file2
abcd
六、软链接
除了硬链接，还有一个软链接，软链接也是符号链接的意思，其文件名直接指向的是软链接文件名。软链接创建了一个新的文件，有自己的inode号码。
创建软链接用ln -s命令
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ln -s file2 file4 #创建软链接file4
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -il #观察发现，file4的inode号码与file2和file3不同，硬链接数也不同
总用量 12
2630487 -rw-rw-r-- 1 hollowman hollowman 8 4月 24 11:40 file1
2634728 -rw-rw-r-- 2 hollowman hollowman 5 4月 24 13:16 file2
2634728 -rw-rw-r-- 2 hollowman hollowman 5 4月 24 13:16 file3
2635043 lrwxrwxrwx 1 hollowman hollowman 5 4月 24 13:21 file4 -> file2
七、目录的创建
linux系统一切皆文件，目录也是一个文件，只不过目录是一个特殊的文件，创建目录的同时，会同时创建1个当前目录以及1个父目录的硬链接。
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ mkdir 1 #创建目录1
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ stat 1 #观察得知其硬链接为2
文件：1
大小：4096 块：8 IO 块：4096 目录
设备：803h/2051d Inode：2630487 硬链接：2
权限：(0775/drwxrwxr-x) Uid：( 1000/hollowman) Gid：( 1000/hollowman)
最近访问：2022-04-24 13:28:55.301912193 +0800
最近更改：2022-04-24 13:28:11.975166355 +0800
最近改动：2022-04-24 13:28:11.975166355 +0800
创建时间：2022-04-24 13:28:11.975166355 +0800
hollowman@hollowman-f117:~/inodes$ ls -al 1 #查看得知，该目录下还自动创建了当前目录(.)和当前目录父目录(..)这2个硬链接
总用量 8
drwxrwxr-x 2 hollowman hollowman 4096 4月 24 13:28 .
drwxrwxr-x 3 hollowman hollowman 4096 4月 24 13:28 ..
得知：目录的硬链接数 = 1(本身) + 1(目录内自动创建的硬链接) + 子目录数(每个子目录内会创建其父目录硬链接) =子目录数 + 2
