深入解析Linux inode

Linux-FileSystem-inode

一、inode是什么？

inode（index node）是Linux/Unix文件系统中用于存储文件元数据（metadata）的数据结构，每个文件或目录都有一个唯一的inode。你可以把它想象成文件的”身份证”。

二、inode包含哪些信息？

每个inode存储以下关键信息（但不包含文件名）：

文件类型（普通文件、目录、符号链接等）
文件权限（rwx权限）
文件所有者（UID/GID）
文件大小
时间戳（创建、修改、访问时间）
指向文件数据块的指针（文件内容实际存储位置）
链接计数（有多少文件名指向此inode）

三、inode与文件名的关系

文件名只是inode的一个”别名”或”标签”
多个文件名可以指向同一个inode（这就是硬链接的原理）
系统通过目录项（directory entry）将文件名映射到inode

四、如何查看inode？

使用ls -i命令：

ls -i 文件名

示例输出：

1 2	ls -i secure-ip.txt 33582157 secure-ip.txt

这里的33582157就是file.txt的inode号。

五、硬链接与inode的关系

当创建硬链接时：

系统不会创建新的inode
只是在目录中新增一个条目，指向相同的inode
inode的”链接计数”值会增加1

例如：

# 创建源文件
echo "test" > original.txt
# 创建硬链接
ln original.txt hardlink.txt
# 查看inode
ls -i original.txt hardlink.txt
33610686 hardlink.txt  
33610686 original.txt

输出会显示两个文件名有相同的inode号。

六、为什么硬链接不能跨分区？

因为：

不同文件系统（分区）有各自独立的inode编号体系
一个分区的inode号在另一个分区可能指向完全不同的文件
硬链接依赖于相同的inode号，所以不能跨分区

七、inode的其他重要特性

唯一性：在同一文件系统内，每个inode号是唯一的
持久性：即使移动文件（在同分区内），inode号保持不变
有限资源：文件系统创建时会分配固定数量的inode，用尽后即使有磁盘空间也无法创建新文件

八、实际应用场景

1. 查找大文件：通过inode查找被删除但仍被进程占用的文件

lsof | grep deleted
tail      1992         root    3r      REG              253,0        20   33625066 /root/testfile.txt (deleted)
# 清理保持文件打开的进程
kill 1992

其中：

1992 是保持文件打开的进程ID
3r 表示文件描述符
253,0 是设备号（标识文件所在的磁盘分区）。
33625066 是该文件的 inode 编号。
(deleted) 表示文件已被删除，但 inode 仍被进程占用。

2. 解决”磁盘未满但无法创建文件”问题：

df -i  # 查看inode使用情况
文件系统                   Inode 已用(I)  可用(I) 已用(I)% 挂载点
devtmpfs                  229871     388   229483       1% /dev
tmpfs                     232851       1   232850       1% /dev/shm
tmpfs                     232851     724   232127       1% /run
tmpfs                     232851      16   232835       1% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 14151680   40014 14111666       1% /
/dev/sda1                 524288     336   523952       1% /boot
tmpfs                     232851       1   232850       1% /run/user/0