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Link (File System)

Sep 25, 2024, 6 min read

파일을 연결하기

  • Link 는 말 그대로 File 을 연결하는 것인데, 이것이 중요한게 아니고 두 가지의 link 방식이 중허다.
    • Hard Link 와 Soft Link (Symlink)
  • Hard link 는 Inode 와 파일 이름을 연결하는 것을 말한다.
  • 근데 생각해 보면 이걸 수행해주는 놈은 Directory 이기에, Hard link 는 간단하게 말해서는 directory 에 파일을 추가하는 것, 구체적으로 말하면 directory 에다가 inode 와 file name 을 명시해 주는 작업이라고 할 수 있다.
  • 따라서 흔히 생각하는 “파일을 생성” 하게 되면, 무조건 Hard link 가 하나는 생기게 되는 것이다.
  • 이런 관점에서 본다면, 여러개의 directory 에다가 동일한 inode 를 hard link 할 수도 있지 않을까? 하는 생각이 든다.
    • 당연히 가능하다. 이렇게 해서 동일한 파일을 마치 두 directory 내에 존재하는 것처럼 보이게 할 수 있다.
  • 앞서서 하나의 inode 를 여러 directory 에 명시해 Hard link 할 수 있다고 말했는데,
  • 그럼 이때 파일을 “지운다” 는 것은 어떻게 처리될까?
  • POSIX 의 File API 에는 “지우는” API 는 없다; 다만 이 Hard link 를 끊어내는 unlink API 만이 존재한다.
  • 파일이 Hard link 되면 link count 가 올라가고, unlink 하면 이 count 가 내려간다. 그리고 이것이 0 이 되면, 자동으로 파일이 지워지게 된다.
    • 따라서 파일을 지우기 위해서는 모든 Hard link 를 다 끊어줘야 된다.
    • 심지어 이 link count 는 process 가 파일을 open 해도 올라가게 된다; 그래서 이런 상황도 가능하다.
      • Process A 가 파일을 열고 사용하고 있는 중에
      • Process B 가 파일을 directory 에서 unlink 해버렸다고 하자.
      • 하지만 이때 A 는 파일을 open 해놓았기 때문에 당장 파일이 삭제되지는 않고, A 가 close 를 하면 그때 지워진다.
      • 그렇다고 해서 unlink 한 시점 이후 다른놈 (가령 process C) 가 해당 파일을 open 해서 사용할 수는 없다.
      • 당연히 해당 파일은 directory 에서 unlink 된 상태이기 때문에 어떠한 경로로도 해당 파일을 찾을 수 없기 때문.
  • Directory 의 경우에는 이 link count 가 어떻게 될까?
  • 디렉토리는 link 가 최소 2개 생성된다.
    • 상위 디렉토리에서 바라보는 파일로서 하나
    • 현재 디렉토리 내에서 . 로 하나
  • 그럼 하위에 2개의 sub-directory 가 있으면 4개의 link 가 됨 (..)
    • A/B/C,D 의 구조에서 directory B 를 예로 들어보자.
    • 일단 A 에 entry 로 B 가 들어있을 것이다 (+1)
    • 그리고 B 의 entry 로 . 가 들어있을 것이고 (+1)
    • C 의 entry 로 .. 가 들어있을 것이며 (+1)
    • D 의 entry 로 .. 가 들어있을 것이다. (+1) -> 총합 4개!

Exercise

  • 실제로 한번 파일을 link 하고 unlink 해보자.
  • 일단 두 directory 와 file 하나를 생성한다.
mkdir dir1 dir2
touch dir1/file1
  • 이때 directory 구조는 다음과 같고:

  • 파일은 dir1 에 있는 것처럼 보인다.

  • 이때 file1 을 dir2 에 hard link 를 걸어보자.
ln dir1/file1 dir2/file1
  • 그럼 directory 구조는 다음처럼 된다.

  • 이때 두 directory 의 내용을 확인하면 다음과 같다.

  • 동일한 파일이 dir1 와 dir2 모두에서 보이는 것을 확인할 수 있다.
    • 여기서 주목해야 할 것은 -i 옵션으로 inode 도 출력해보면 두 파일의 inode ID 가 동일하다는 것이다.
    • 즉, 두 directory 에 있는 파일은 두개의 파일이 아니라 하나의 파일이고, 두 directory 에 동시에 연결되어 있는 셈인 것.
  • 이때 dir1 을 지워보자.
rm -r dir1
  • 그럼 directory 구조는 다음과 같다.

  • file1 은 dir2 에 계속 참조되고 있기 때문에 지워지지 않은 것을 볼 수 있다.

  • Hard link 가 directory 에만 적혀있는 유령회사같은 놈이었다면
  • Soft link 는 “진짜” 파일이다.
  • 다만, file type 이 s 이고 여기에 적힌 내용은 원본의 경로일 뿐인 놈인 것.
  • Bash 에서 이것을 생성하고 삭제하는 건 여기 (생성, 삭제) 를 참고하자.

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