Linux中為什麼硬鏈接不能指向目錄

 　　說法一：

　　如果使用 hard link 鏈接到目錄時， 鏈接的數據需要連同被鏈接目錄底下的所有數據都創建鏈接，舉例來說，如果你要將 /etc 使用實體鏈接創建一個 /etc_hd 的目錄時，那麼在 /etc_hd 底下的所有檔名同時都與 /etc 底下的檔名要創建 hard link 的，而不是僅連結到 /etc_hd 與 /etc 而已。 並且，未來如果需要在 /etc_hd 底下創建新文件時，連帶的， /etc 底下的數據又得要創建一次 hard link ，因此造成環境相當大的復雜度。 所以啰，目前 hard link 對於目錄暫時還是不支持的啊!

　　說法二：

　　先假設可以：即現在你有目錄/d1/d2和目錄/d3/d4硬鏈接，都指向同一結點(inode),現在分別在兩個目錄(d2和d4)下進行cd ..

　　結果會是怎樣呢?

　　也許你認為，它們有相同的結點，故他們應該指向同一父目錄，這應該是d1,但對於d4，其父目錄又是d3,於是問題就產生了,

　　這取決於d2和d4是哪個先創建的，這將會給目錄結構造成混亂……

　　說法三：

　　直觀理解是，如果允許硬鏈接指向目錄，假設目錄.../d1/...與.../d2/...互為硬鏈接，那麼在d1下必然包含目錄項“..”，試問這個“..”應該指向d1還是d2?

　　深層剖析如下：

　　linux系統中的硬連接有兩個限制：不能跨越文件系統和不允許普通用戶對目錄作硬連接。至於第一個限制，很好理解，而第二個就不那麼好理解了。我們對任何一個目錄用ls -l 命令都可以看到其連接數至少是2，這也說明了系統中是存在硬連接的，而且命令ln -d 也可以讓超級用戶對目錄作硬連接，這些都說明了系統限制對目錄進行硬連接只是一個硬性規定，並不是邏輯上不允許或技術上的不可行。那麼操作系統為什麼要進行限制呢?答案可能有兩個。

　　先來說第一個，如果引入了對目錄的硬連接就有可能在目錄中引入循環，那麼在目錄遍歷的時候系統就會陷入無限循環當中。也許您會說，符號連接不也可以引入循環嗎，那麼為什麼不限制目錄的符號連接呢?原因就在於在linux系統中，每個文件(目錄也是文件)都對應著一個inode結構，其中inode數據結構中包含了文件類型(目錄，普通文件，符號連接文件等等)的信息，也就是說操作系統在遍歷目錄時可以判斷出符號連接，既然可以判斷出符號連接當然就可以采取一些措施來防范進入過大的循環了，系統在連續遇到8個符號連接後就停止遍歷，這就是為什麼對目錄符號連接不會進入死循環的原因了。但是對於硬連接，由於操作系統中采用的數據結構和算法限制，目前是不能防范這種死循環的。

　　在說明第二個原因之前，我們先來看看文件的dentry結構在系統空間中長什麼樣子和它們是怎麼存放在系統空間的。dentry結構主要包含了文件名，文件的inode 號，指向父目錄dentry結構的指針和其他一些與本次討論無關的指針，這裡關鍵是那個指向父目錄的指針;系統中所有的dentry結構都是按雜湊值存放在雜湊表中的，這裡的雜湊算法很重要，它是取文件名和文件的父目錄dentry結構的地址一起雜湊運算出雜湊值的。現在我們假設有兩個目錄 /a和/b，其中/b是我們通過ln -d命令建立起來的對/a的硬連接。這個時候內核空間中就會存在一個/a的dentry結構和一個/b的dentry結構，由上面的知識可知，/a和/b 目錄下面的每一個文件或目錄都各自有對應的dentry結構(因為雖然/a目錄下面的文件名沒有改變，但是因為dentry結構有指向父目錄dentry 的指針和計算雜湊值時考慮了父目錄dentry結構的地址，這個時候dentry結構就分身乏術了)，而且這種繼承還會影響到所有子目錄下面的文件，這樣下來就會浪費很多系統空間了，特別是如果被硬連接的目錄中存在大量文件和子目錄的時候就更加明顯了。這也許是第二個原因。