为什么删除文件的系统调用名称为unlink ?

在Linux系统中,删除文件可以使用rm命令,该命令底层调用了unlink系统调用。这里引出了一个疑问:为什么删除文件的系统调用的名称为unlink?而不是类似delete或者remove呢?

为了解释这个疑问,先看下link系统调用,即创建硬链接,link系统调用具有两个参数,一个是旧的路径名,一个是新的路径名,当将一个新的路径名“链接”到一个旧的路径名时,实际上创建的是同一个文件的新的引用而已,而不是复制这个文件的本体,命令行程序ln可执行此操作:

[jamza@jamza-vm files]$ ll
total 0
[jamza@jamza-vm files]$ echo hello > file1
[jamza@jamza-vm files]$ ls
file1
[jamza@jamza-vm files]$ cat file1
hello
[jamza@jamza-vm files]$ ln file1 file2
[jamza@jamza-vm files]$ ls
file1  file2
[jamza@jamza-vm files]$ cat file2
hello

在以上的操作中,link只是在要创建链接的目录中创建了另一个名称,并将其指向原来文件的相同的inode号,该文件不以任何方式复制,只是现在我们具有两个人类可阅读的文件名称,分别为file1file2,在底层这两个文件名称指向同一个文件。通过打印每个文件的inode号,我们可以确定这点:

[jamza@jamza-vm files]$ ls -il
total 2
80150690 -rw------- 2 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file1
80150690 -rw------- 2 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file2

因此,在创建一个文件时,实际上Linux操作系统完成了两件事情:

  1. 构建一个结构(inode),该结构跟踪几乎所有关于文件的信息,包括文件的大小,文件修改时间,文件块在磁盘上的位置等;
  2. 将人类可读的名称(比如上例中的file1file2)链接到该文件,并将该链接放入对应目录中。

在创建文件的硬链接后,在文件系统中,原有的文件名(file1)与新创建的文件名(file2)之间没有区别,实际上,它们都只是指向文件底层元数据的链接,指向的底层元数据的inode相同(在上例中均为80150690)。

因为,为了从文件系统中删除一个文件,我们将调用unlink系统调用,在上面的例子中,我们删除文件名file1,但是还是可以访问文件名file2

[jamza@jamza-vm files]$ ls -il
total 2
80150690 -rw------- 2 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file1
80150690 -rw------- 2 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file2
[jamza@jamza-vm files]$
[jamza@jamza-vm files]$ rm file1
[jamza@jamza-vm files]$
[jamza@jamza-vm files]$ ls -il
total 1
80150690 -rw------- 1 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file2
[jamza@jamza-vm files]$
[jamza@jamza-vm files]$ cat file2
hello

当文件系统取消链接文件时,操作系统检查inode号中的引用计数,该引用计数允许文件系统跟踪有多少个不同的文件名链接到该inode。调用unlink时,会删除人类可阅读的名称与给定的inode号之间的“链接”,并减少引用计数。只有当引用计数达到零时,文件系统才会从磁盘释放inode与相关的文件数据块,从而真正地“删除”该文件。

可以使用stat来查看文件的引用计数。注意以下例子中的Links字段:

[jamza@jamza-vm files]$ stat file2
  File: ‘file2’
  Size: 6               Blocks: 2          IO Block: 1024   regular file
Device: fc01h/64513d    Inode: 80150690    Links: 1
Access: (0600/-rw-------)  Uid: ( 1001/   jamza)   Gid: ( 1001/   jamza)
Access: 2021-06-18 10:05:03.000000000 +0800
Modify: 2021-06-18 09:53:05.000000000 +0800
Change: 2021-06-18 10:04:54.000000000 +0800
 Birth: -
[jamza@jamza-vm files]$
[jamza@jamza-vm files]$ link file2 file1
[jamza@jamza-vm files]$ link file2 file3
[jamza@jamza-vm files]$
[jamza@jamza-vm files]$ ls -il
total 3
80150690 -rw------- 3 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file1
80150690 -rw------- 3 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file2
80150690 -rw------- 3 jamza jamza 6 Jun 18 09:53 file3
[jamza@jamza-vm files]$
[jamza@jamza-vm files]$ stat file2
  File: ‘file2’
  Size: 6               Blocks: 2          IO Block: 1024   regular file
Device: fc01h/64513d    Inode: 80150690    Links: 3
Access: (0600/-rw-------)  Uid: ( 1001/   jamza)   Gid: ( 1001/   jamza)
Access: 2021-06-18 10:05:03.000000000 +0800
Modify: 2021-06-18 09:53:05.000000000 +0800
Change: 2021-06-18 10:09:53.000000000 +0800
 Birth: -
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