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Inode

Wikipedia · 2026-05-29 维基百科 👁 1 阅读

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（包括文件、目录、设备文件、socket、管道等）的数据的属性和磁盘块位置。這些數據包含了各种元数据（如：最后修改时间） 。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。

命名
Unix先驱丹尼斯·里奇说，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
、文件表与inode表 ]]

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struct inode作为数据结构名称。BSD派生的系统，使用vnode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。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。

在POSIX系统上，可使用stat系统调用取得文件的下列属性：
*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fsck或pfiles。因此，inode号码与文件全路径名的互查是需要的。可以用find带参数选项-inum，ls带参数选项(-i做到。

参考文献
外部链接

#Unix #文件系统

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