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特殊文件（上）

2024-09-08 10:35:46   218人阅读

 

除了目录文件之外，Linux系统还有其他的特殊文件，这些文件可以当做普通文件进行处理，但是也有一些特殊性。这里介绍两种特殊文件，一种是符号链接，一种是proc文件系统。

1、符号链接

符号链接是一个重要的概念，符号链接又被称为软连接，在Linux系统中有大量的存在。符号链接可以理解为一个接口，符号链接可以为一个相对封闭的环境提供接口，为一个指向的目的文件提供快捷路径，类似于Windows系统中的快捷方式。

符号链接有两个很重要的特点，第一，符号链接能够方便用户操作。无论你的文件路径有多么复杂，使用符号链接的方式都能够快速的访问到你要访问的文件，不需要经过该文件的路径来访问，方便用户的操作。例如一个文件存放的路径是/home/admin/usr/bin/local/tmp/test.txt，建立一个符号链接s，如果需要对test.txt文件进行读写操作，可以直接对s进行读写操作即可，不用到/home/admin/usr/bin/local/tmp/路径下找到test.txt再进行操作。第二，符号链接增加了系统的安全性。例如，一个银行的系统为例，其内部有a、b、c三个用户，每个客户有一个目录，目录中是客户的信息文件。这三个客户处于一个同一个文件系统中，如下图所示

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如果用户a希望自己目录下的password.txt文件对密码进行修改，这时该用户需要经过的路径是/ home/account/Usr_a/dir/password.txt，这时其所经过的目录的安全都会受到威胁。客户a不但可以估算出文件系统的结构，还能得知银行有哪些客户。这些用户操作都为银行系统的安全增加了隐患，同时也存在泄露个人隐私的隐患。如果使用符号链接就能避免这些问题，管理者只需要为password.txt文件新建一个符号链接，客户就可以通过符号链接对password.txt文件进行操作，对于用户来说，整个系统就相当于一个黑匣子。

关于符号链接的操作主要有创建符号链接、读写符号链接的目的文件、读写多重符号链接的目的文件、读写符号链接、取得符号链接的状态、更改符号链接的所有者。因为符号链接自身的特殊性，因此符号链接的操作可以分为两类，一类是针对于符号链接的目的文件的操作，一类是针对于符号链接自身的操作。

创建符号链接使用的函数是 symlink(const char *actualpath, const char *sympath) 

头文件： #include <unistd.h> 

参数说明：参数1 actualpath表示一个文件的路径，也就是目的文件的路径，这里需要注意的是在创建符号链接的时候，目标文件可以是不存在的，如果目标文件不存在还是会创建这个符号链接；参数2 sympath是新创建的符号链接。

返回值：若成功则返回0，若出错则返回-1。

对于符号链接的操作有两类，对于目标文件的操作和对于符号链接的操作。对于目标文件的读写可以直接用open、read、write函数操作即可；符号链接的本身也是一种文件，其中保存的是目的文件的路径，使用readlink函数进行读操作。

下面两个实际程序代码的对比就能比较出来两者的不同。

对于目的文件读写的代码如下：

 1 #include <stdio.h>
 2 
 3 #include <string.h>
 4 
 5 #include <unistd.h>
 6 #include <stdlib.h>
 7 #include <fcntl.h>
 8 #define MAX 1024
 9 int main(void)
10 {
11        int fd,n;
12        char buf[MAX];
13        if(symlink("test.txt", "sym_link") == -1){ /* 创建一个符号链接，目的文件是test.txt */
14               perror("fail to create symbol link");
15               exit(1);
16        }
17        printf("already create a symbol-link\n"); /* 输出提示信息 */
18        if((fd = open("sym_link", O_RDWR)) == -1){ /* 通过符号链接打开该目的文件 */
19               perror("fail to open");
20               exit(1);
21        }
22        if((n = read(fd, buf, MAX)) == -1){ /* 读目的文件的内容 */
23               perror("fail to read");
24               exit(1);
25        }
26        buf[n] = ‘\0‘;
27        printf("file content is : %s\n", buf); /* 打印目的文件的内容 */
28        strcat(buf, ", admin");
29        if(write(fd, buf, strlen(buf)) == -1){ /* 向目的文件输出 */
30               perror("fail to write");
31               exit(1);
32        }
33        printf("done\n"); /* 输出提示信息 */
34        close(fd);
35        return 0;
36 }

读符号链接的程序代码如下：

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#define MAX 1024

int main(void)
{
       char buf[MAX];
       int fd,n;
       if(symlink("test.txt", "sl1") == -1){ /* 创建第     一个符号链接，指向test.txt文件 */
              perror("fail to create symbol-link");
              exit(1);
       }
       if(symlink("sl1", "sl2") == -1){ /* 创建第二个符号链接，指向符号链接sl2 */
             perror("fail to create symbol-link");
              exit(1);
       }
       if((n=readlink("sl1", buf, MAX)) == -1){ /* 读取sl1的目的文件test.txt的路径 */
              perror("fail to read symbol-link");
              exit(1);
       }
       buf[n]=‘\0‘;
       printf("%s\n", buf); /* 输出链接信息 */
       if((n=readlink("sl2", buf, MAX)) == -1){ /* 读取sl2的目的文件符号链接sl1的路径 */
             perror("fail to read symbol-link");
              exit(1);
       }
       buf[n]=‘\0‘;
       printf("%s\n", buf); /* 输出链接信息 */
       return 0;
}

之前对于文件操作的学习比较扎实的话，主要就是理解一下符号链接的本质，对于符号链接目的文件的操作可以参照普通文件的读写。

硬链接与软连接

之前在学习文件的时候提到了硬链接，今天的符号链接是一种软连接，软硬链接之间有什么区别呢？

硬连接指通过索引节点来进行连接。所以硬链接与源文件共用一个索引节点对象，不共用file对象，不共用dentry对象。在Linux的文件系统中，保存在磁盘分区中的文件不管是什么类型都给它分配一个编号，称为索引节点号。硬连接的作用是允许一个文件拥有多个有效路径名，这样用户就可以建立硬连接到重要文件，以防止“误删”的功能。其原因如上所述，因为对应该目录的索引节点有一个以上的连接。只删除一个连接并不影响索引节点本身和其它的连接，只有当最后一个连接被删除后，文件的数据块及目录的连接才会被释放。也就是说，文件真正删除的条件是与之相关的所有硬连接文件均被删除。

软连接就是一个文件，通过软连接可以操作目标文件，但是删除软连接与删除目标文件没有必然的关系，删除目标文件软连接可以存在删除软连接，目标文件也可以存在。

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