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Fixing 2 dead IA links per WP:DEADIABOOKLINKS (20260528dark)) #IABot (v2.0.9.5) (GreenC bot

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{{Refimprove|time=2018-08-09T12:58:18+00:00}}
{{lowercase|inode}}
{{NoteTA
|G1 = IT
|1 = zh-cn:库; zh-tw:函式庫; zh-hk:函數庫;
}}
'''inode'''（index node）是指在许多“类[[Unix]][[文件系统]]”中的文件的信息，每个inode保存了[[文件系统]]內的各個对象（包括[[计算机文件|文件]]、[[目录 (文件系统)|目录]]、[[设备文件]]、[[Unix域套接字|socket]]、[[管道 (Unix)|管道]]等）的数据的属性和磁盘块位置<ref>{{cite book|first=Andrew S.|last=Tanenbaum|title=Modern Operating Systems|edition=3rd|page=279}}</ref>。這些數據包含了各种[[元数据]]（如：最后修改时间<ref>{{cite web|title=Difference between mtime, ctime and atime - Linux Howtos and FAQs|url=http://www.linux-faqs.info/general/difference-between-mtime-ctime-and-atime|author=JVSANTEN|work=Linux Howtos and FAQs|accessdate=2020-01-20|archive-date=2020-09-21|archive-url=https://web.archive.org/web/20200921072040/http://www.linux-faqs.info/general/difference-between-mtime-ctime-and-atime|dead-url=no}}</ref>）。每当用戶创建一个文件，系统就会分配一个唯一的 inode号。它包含了文件类型（是普通文件、目录还是链接）、权限（读、写、执行）、所有者和属组（UID, GID）、文件大小、时间戳（创建、修改、最后访问时间）等信息。<ref>{{cite web|title=Anatomy of the Linux virtual file system switch|url=http://www.ibm.com/developerworks/library/l-virtual-filesystem-switch|work=ibm.com|accessdate=2020-01-20|archive-date=2018-10-02|archive-url=https://web.archive.org/web/20181002141747/https://www.ibm.com/developerworks/library/l-virtual-filesystem-switch/|dead-url=no}}</ref>

==命名==
Unix先驱[[丹尼斯·里奇]]说<ref>[http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0207.2/1182.html Linux Kernel list archive] {{Wayback|url=http://lkml.indiana.edu/hypermail/linux/kernel/0207.2/1182.html |date=20110807034228 }}. Retrieved on 2011-01-12.</ref>，inode这个命名的来源可能是文件系统的存储组织为一个扁平[[数组]]，分层目录資訊使用一个数作为文件系统这个扁平数组的索引值（index）。

==细节==
[[File:File table and inode table.svg|thumb|Unix上的[[文件描述符]]、文件表与inode表 <ref>{{Cite book|first=Maurice J.|last=Bach |date=1986 |title =The Design of the UNIX Operating System|url=https://archive.org/details/designofunixoper00bach|publisher=Prentice Hall|page=[https://archive.org/details/designofunixoper00bach/page/94 94]|bibcode=1986duos.book.....B }}</ref>]]

文件系统创建（格式化）时，就把存储区域分为两大连续的存储区域。一个用来保存文件系统对象的元信息数据，这是由inode组成的表，每个inode默认是256字节或者128字节。另一个用来保存“文件系统对象”的内容数据，划分为512字节的扇区，以及由8个扇区组成的4K字节的块。块是读写时的基本单位。一个文件系统的inode的总数一般情况下是固定的。这限制了该文件系统所能存储的文件系统对象的总数目。典型的实现下，所有inode占用了文件系统1%左右的存储容量。

文件系统中每个“文件系统对象”对应一个“inode”数据，并用一个整数值来辨识。这个整数常被称为'''inode号码'''（“i-number”或“inode number”）。由于文件系统的inode表的存储位置、总条目数量都是固定的，因此可以用inode号码去索引查找inode表。

Inode存储了文件系统对象的一些元信息，如所有者、访问权限（读、写、执行）、类型（是文件还是目录）、内容修改时间、inode修改时间、上次访问时间、对应的文件系统存储块的地址，等等。知道了1个文件的inode号码，就可以在inode元数据中查出文件内容数据的存储地址。

文件名与目录名是“文件系统对象”便于使用的别名。一个文件系统对象可以有多个别名，但只能有一个inode，并用这个inode来索引文件系统对象的存储位置。
* inode不包含文件名或目录名的字符串，只包含文件或目录的“元信息”。
* Unix的文件系统的目录也是一种文件。打开目录，实际上就是读取“目录文件”。目录文件的结构是一系列'''目录项'''（dirent）的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件或目录的名字，以及该文件或目录名对应的inode号码。
*文件系统中的一个文件是指存放在其所属目录的“目录文件”中的一个目录项，其所对应的inode的类别为“文件”；文件系统中的一个目录是指存放在其“父目录文件”中的一个目录项，其所对应的inode的类别为“目录”。可见，多个“文件”可以对应同一个inode；多个“目录”可以对应同一个inode。
*文件系统中如果两个文件或者两个目录具有相同的inode号码，那么就称它们是“硬链接”关系。实际上都是这个inode的别名。换句话说，一个inode对应的所有文件（或目录）中的每一个，都对应着文件系统某个“目录文件”中唯一的一个目录项。
*创建一个目录时，实际做了3件事：在其“父目录文件”中增加一个条目；分配一个inode；再分配一个存储块，用来保存当前被创建目录包含的文件与子目录。被创建的“目录文件”中自动生成两个子目录的条目，名称分别是：“.”和“..”。前者与该目录具有相同的inode号码，因此是该目录的一个“硬链接”。后者的inode号码就是该目录的父目录的inode号码。所以，任何一个目录的"硬链接"总数，总是等于它的子目录总数（含隐藏目录）加2。即每个“子目录文件”中的“..”条目，加上它自身的“目录文件”中的“.”条目，再加上“父目录文件”中的对应该目录的条目。
* 通过文件名打开文件，实际上是分成三步实现：首先，操作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。

[[Linux]]系统使用<code>struct inode</code>作为数据结构名称。[[BSD]]派生的系统，使用<code>vnode</code>名称，其中'''v'''表示“virtual file system”。

==POSIX inode==
[[POSIX]] 标准强制规范的文件系统的行为受到传统 [[UNIX]] 文件系统的深刻影响。可以用短语“文件序列号”来形容inode，定义为''文件系统范围''的唯一文件标识符。<ref>{{cite web|title=Definitions - 3.176 File Serial Number|url=http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/V1_chap03.html#tag_03_176|access-date=10 January 2018|website=[[The Open Group]]|archive-date=2013-04-29|archive-url=https://web.archive.org/web/20130429195728/http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/basedefs/V1_chap03.html#tag_03_176}}</ref>上述的文件序列号和包含此文件的设备ID一起，在整个系统上对应唯一的文件。<ref name="stat">{{cite web|title=<sys/stat.h>|url=http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/basedefs/sys/stat.h.html|access-date=15 January 2018|website=[[The Open Group]]|archive-date=2022-01-30|archive-url=https://web.archive.org/web/20220130102055/https://pubs.opengroup.org/onlinepubs/009695399/basedefs/sys/stat.h.html}}</ref>

在POSIX系统上，可使用<code>[[Stat (Unix)|stat]]</code>系统调用取得文件的下列属性：<ref name="stat" />
*以[[字节]]为单位表示的文件大小。
*设备ID，标识容纳该文件的设备。
*文件所有者的User ID。
*文件的Group ID
*文件的模式（mode），确定了文件的类型，以及它的所有者、它的group、其它用户访问此文件的权限。
*额外的系统与用户标志（flag），用来保护该文件。
*3个[[時間戳]]，记录了inode自身被修改（<tt>ctime</tt>, ''inode change time''）、文件内容被修改（<tt>mtime</tt>, ''modification time''）、最后一次访问（<tt>atime</tt>, ''access time''）的时间。
*1个链接数，表示有多少个[[硬链接]]指向此inode。
*到[[文件系统]]存储位置的指针。通常是1K字节或者2K字节的存储容量为基本单位。

可以查询一个文件的inode号码及一些元信息。

==推论==
*一个文件系统对象可以有多个名字，这些具有硬链接关系的文件系统对象名字具有相同的inode号码，彼此是平等的。即首个被创建的文件并没有特殊的地位。这与[[符号链接]]不同。一个符号链接文件有自己的inode，符号链接文件的内容是它所指向的文件的名字。因此删除符号链接所指向的文件，将导致这个符号链接文件在访问时报错。
*删除一个文件或目录，实际上是把它的inode的链接数减1。这并不影响指向此inode的别的硬链接。
*一个inode如果没有硬链接，此时inode的链接数为0，文件系统将回收该inode所指向的存储块，并回收该inode自身。
*从一个inode，通常是无法确定是用哪个文件名查到此inode号码的。打开一个文件后，操作系统实际上就抛掉了文件名，只保留了inode号码来访问文件的内容。库函数<tt>getcwd()</tt>用来查询当前工作目录的绝对路径名。其实现是从当前工作目录的inode逐级查找其上级目录的inode，最后拼出整个绝对路径的名字。
*历史上，对目录的硬链接是可能的。这可以使目录结构成为一个[[有向图]]，而不是通常的目录树的[[有向无环图]]。一个目录甚至可以是自身的父目录。现代文件系统一般禁止这些混淆状态，只有根目录保持了特例：根目录是自身的父目录。这项限制最著名的一个例外可在[[MacOS|Mac OS X]]（10.5或更高版本）上找到：它允许超级用户建立目录的硬链接。<ref>{{cite web|title=What is the Unix command to create a hardlink to a directory in OS X?|url=https://stackoverflow.com/questions/80875/what-is-the-unix-command-to-create-a-hardlink-to-a-directory-in-os-x|access-date=5 Jan 2020|date=16 Jan 2011|website=[[Stack Overflow]]|archive-url=https://web.archive.org/web/20200105174407/https://stackoverflow.com/questions/80875/what-is-the-unix-command-to-create-a-hardlink-to-a-directory-in-os-x|archive-date=5 January 2020|url-status=live}}</ref>
*一个文件或目录在文件系统内部移动时，其inode号码不变。文件系统[[磁盘碎片|碎片整理]]可能会改变一个文件的物理存储位置，但其inode号码不变。非UNIX的[[FAT]]及其衍生的文件系统是无法实现inode不变这一特点。
*inode文件系统中安装新库十分容易。当一些进程正在使用一个库时，其它进程可以替换该库文件名字的inode号码指向新创建的inode，随后对该库的访问都被自动引导到新inode所指向的新的库文件的内容。这减少了替换库时重启系统的需要。而舊的inode的链接数已经为0，在使用舊函式庫的进程结束后，舊的inode与舊函式庫文件会被系统自动回收。
*一些文件系统，由于inode表在文件系统创建时就已经确定并且不能再动态增加，新增的文件数量可能会用尽inode。这导致文件系统还有空闲的存储空间，但已经没有空闲的inode可供使用了。例如，一个电子邮件服务器可能会被大量的小文件用尽所有inode，但是却没有填满文件存储空间。部分文件系统，如[[JFS (文件系统)|JFS]]和[[XFS]]，能够动态地增加inode，因此不会用尽inode。

==实际考虑==
[[系统管理员]]使用的很多程序往往用inode号码来替代文件名来访问文件系统。例如磁盘完整性检查程序<code>[[fsck]]</code>或<code>[[pfiles]]</code>。因此，inode号码与文件全路径名的互查是需要的。可以用<code>[[find]]</code>带参数选项<code>-inum</code>，<code>[[ls]]</code>带参数选项(<code>-i</code>做到。

==参考文献==
{{reflist}}

== 外部链接 ==
* [http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linux-filesystem/ Anatomy Of The Linux File System]{{Wayback|url=http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-linux-filesystem/ |date=20160211033517 }}
* [http://www.linfo.org/inode.html Inode definition] {{Wayback|url=http://www.linfo.org/inode.html |date=20200727100213 }}
* [http://linuxgazette.net/105/pitcher.html Great and Clear Explanation on Inodes, Symlinks, Hardlinks] {{Wayback|url=http://linuxgazette.net/105/pitcher.html |date=20201112032435 }}
* [http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/12/inode.html 理解inode] {{Wayback|url=http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/12/inode.html |date=20201022182124 }}
* [http://www.opsers.org/base/one-day-the-little-learning-linux-inode-detailed.html 一天一点学习Linux之inode详解] {{Wayback|url=http://www.opsers.org/base/one-day-the-little-learning-linux-inode-detailed.html |date=20200928145010 }}

[[Category:文件系统]]
[[Category:Unix]]

Inode - 版本历史

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