inode 是一个重要概念，是理解 Unix/Linux 文件系统和硬盘储存的基础.
理解 inode，不仅有助于提高系统操作水平，还有助于体会 Unix 设计哲学，即如何把底层的复杂性抽象成一个简单概念，从而大大简化用户接口。
1. inode 是什么
理解 inode，要从文件储存说起。
文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。
每个扇区储存 512 字节（相当于 0.5KB）。
操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是 4KB，即连续八个 sector 组成一个 block。
文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做 inode，中文译名为"索引节点"。
每一个文件都有对应的 inode，里面包含了与该文件有关的一些信息。
2. inode 的内容
* 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。
* 链接数，即有多少文件名指向这个inode
* 文件数据block的位置
2.1 查看文件inode 信息
$ stat may22-iostat.out
File: may22-iostat.out
Size: 18640 Blocks: 48 IO Block: 4096 regular file
Device: 10306h/66310d Inode: 7765021 Links: 1
Access: (0664/-rw-rw-r--) Uid: ( 1000/respecting-god) Gid: ( 1000/respecting-god)
Access: 2022-05-24 17:51:58.026858864 +0800
Modify: 2022-05-22 11:53:24.382686093 +0800
Change: 2022-05-22 11:53:24.382686093 +0800
Birth: -
3. indoe
3.1 inode节点的大小
inode也会消耗硬盘空间，所以硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另一个是inode区（inode table），存放inode所包含的信息。
每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。inode节点的总数，在格式化时就给定，一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。假定在一块1GB的硬盘中，每个inode节点的大小为128字节，每1KB就设置一个inode，那么inode table的大小就会达到128MB，占整块硬盘的12.8%。
查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df命令。
df -i
可以用如下命令：
sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "Inode size"
由于每个文件都必须有一个inode，因此有可能发生inode已经用光，但是硬盘还未存满的情况。这时，就无法在硬盘上创建新文件。
3.2 inode 号码
每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。
这里值得重复一遍，Unix/Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件。对于系统来说，文件名只是inode号码便于识别的别称或者绰号。
表面上，用户通过文件名，打开文件。实际上，系统内部这个过程分成三步：首先，系统找到这个文件名对应的inode号码；其次，通过inode号码，获取inode信息；最后，根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。
使用ls -i命令，可以看到文件名对应的inode号码：
$ ls -i may22-iostat.out
7765021 may22-iostat.out
4. 目录文件
Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件。打开目录，实际上就是打开目录文件。
目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。
ls命令只列出目录文件中的所有文件名：ls
ls -i命令列出整个目录文件，即文件名和inode号码：
ls
cache.db clash Clash_1651844820.yaml config.yaml Country.mmdb log14 may22-iostat.out
respecting-god@Lenovo-Legion:~/Clash$ ls -i
7734029 cache.db 7734716 clash 7733966 Clash_1651844820.yaml 7736638 config.yaml 7736255 Country.mmdb 7733813 log14 7765021 may22-iostat.out
如果要查看文件的详细信息，就必须根据inode号码，访问inode节点，读取信息。ls -l命令列出文件的详细信息。
$ ls -l clash
-rwxr-xr-x 1 respecting-god respecting-god 8998912 5月 7 21:21 clash
理解了上面这些知识，就能理解目录的权限。
目录文件的读权限（r）和写权限（w），都是针对目录文件本身。
由于目录文件内只有文件名和inode号码，所以如果只有读权限，只能获取文件名，无法获取其他信息，因为其他信息都储存在inode节点中，而读取inode节点内的信息需要目录文件的执行权限（x）。
5. 硬链接
一般情况下，文件名和inode号码是"一一对应"关系，每个inode号码对应一个文件名。但是，Unix/Linux系统允许，多个文件名指向同一个inode号码。
这意味着，可以用不同的文件名访问同样的内容；对文件内容进行修改，会影响到所有文件名；但是，删除一个文件名，不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为"硬链接"（hard link）。
ln命令可以创建硬链接
ln 源文件 目标文件
$ ln clash links
respecting-god@Lenovo-Legion:~/Clash$ ls -li
total 21488
7734029 -rwxr-xr-x 1 root root 16384 5月 14 10:15 cache.db
7734716 -rwxr-xr-x 2 respecting-god respecting-god 8998912 5月 7 21:21 clash
7733966 -rw-r--r-- 1 respecting-god respecting-god 39510 5月 14 10:05 Clash_1651844820.yaml
7736638 -rw-r--r-- 1 respecting-god respecting-god 39510 5月 14 10:05 config.yaml
7736255 -rwxrwxr-x 1 respecting-god respecting-god 3878104 10月 9 2020 Country.mmdb
7748096 -rw-rw-r-- 1 respecting-god respecting-god 0 5月 24 18:22 link1
7734716 -rwxr-xr-x 2 respecting-god respecting-god 8998912 5月 7 21:21 links
7733813 -rw-rw-r-- 1 respecting-god respecting-god 569 5月 14 10:25 log14
7765021 -rw-rw-r-- 1 respecting-god respecting-god 18640 5月 22 11:53 may22-iostat.out
运行上面这条命令以后，源文件与目标文件的inode号码相同，都指向同一个inode。inode信息中有一项叫做"链接数"，记录指向该inode的文件名总数，这时就会增加1。
反过来，删除一个文件名，就会使得inode节点中的"链接数"减1。当这个值减到0，表明没有文件名指向这个inode，系统就会回收这个inode号码，以及其所对应block区域。
这里顺便说一下目录文件的"链接数"。创建目录时，默认会生成两个目录项：“.“和”…”。前者的inode号码就是当前目录的inode号码，等同于当前目录的"硬链接"；后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码，等同于父目录的"硬链接"。所以，任何一个目录的"硬链接"总数，总是等于2加上它的子目录总数（含隐藏目录）。
3. 软链接
除了硬链接以外，还有一种特殊情况。
文件A和文件B的inode号码虽然不一样，但是文件A的内容是文件B的路径。读取文件A时，系统会自动将访问者导向文件B。因此，无论打开哪一个文件，最终读取的都是文件B。
这时，文件A就称为文件B的"软链接"（soft link）或者"符号链接（symbolic link）。
这意味着，文件A依赖于文件B而存在，如果删除了文件B，打开文件A就会报错：“No such file or directory”。这是软链接与硬链接最大的不同：文件A指向文件B的文件名，而不是文件B的inode号码，文件B的inode"链接数"不会因此发生变化。
ln -s命令可以创建软链接。
ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录
h$ ls -li
total 21488
7734029 -rwxr-xr-x 1 root root 16384 5月 14 10:15 cache.db
7734716 -rwxr-xr-x 2 respecting-god respecting-god 8998912 5月 7 21:21 clash
7733966 -rw-r--r-- 1 respecting-god respecting-god 39510 5月 14 10:05 Clash_1651844820.yaml
7736638 -rw-r--r-- 1 respecting-god respecting-god 39510 5月 14 10:05 config.yaml
7736255 -rwxrwxr-x 1 respecting-god respecting-god 3878104 10月 9 2020 Country.mmdb
7748096 -rw-rw-r-- 1 respecting-god respecting-god 0 5月 24 18:22 link1
7734716 -rwxr-xr-x 2 respecting-god respecting-god 8998912 5月 7 21:21 links
7733813 -rw-rw-r-- 1 respecting-god respecting-god 569 5月 14 10:25 log14
7765021 -rw-rw-r-- 1 respecting-god respecting-god 18640 5月 22 11:53 may22-iostat.out
7767687 lrwxrwxrwx 1 respecting-god respecting-god 5 5月 24 18:26 softlink2 -> clash
7. inode 的其余作用
由于inode号码与文件名分离，这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象。
-
有时，文件名包含特殊字符，无法正常删除。这时，直接删除inode节点，就能起到删除文件的作用。
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移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码。
-
打开一个文件以后，系统就以inode号码来识别这个文件，不再考虑文件名。因此，通常来说，系统无法从inode号码得知文件名。
第3点使得软件更新变得简单，可以在不关闭软件的情况下进行更新，不需要重启。因为系统通过inode号码，识别运行中的文件，不通过文件名。更新的时候，新版文件以同样的文件名，生成一个新的inode，不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候，文件名就自动指向新版文件，旧版文件的inode则被回收。