「ハードリンク」

ハードリンクの定義

ハードリンクは、ファイルシステム上のファイルへの参照であり、別のコピーを作成することなくファイルを他の場所に接続します。これにより、複数のディレクトリエントリが同じファイルを参照でき、異なる場所から同じデータにアクセスする方法を提供します。

ハードリンクの仕組み

ハードリンクが作成されると、ファイルのinode（インデックスノード）を直接指します。インデックスノードは、Unix系ファイルシステムにおけるデータ構造で、ファイルまたはディレクトリに関する情報（場所、サイズ、許可など）を格納しています。

ハードリンクの重要な特徴の一つは、ファイルの別のコピーを作成しないことです。代わりに、同じ基礎データへの追加の参照を作成します。これにより、一つのハードリンクを介して行われたファイルへの変更は、同じインデックスノードを指す他のすべてのハードリンクにも反映されます。例えば、一つのハードリンクを介してファイルの内容を変更すると、他のハードリンクを介してファイルにアクセスしたときにその変更が表示されます。

ハードリンクは同じファイルシステム内のファイルに限定されていることに注意が必要です。これは、ファイルシステムが特定のファイルシステム内のインデックスノードを追跡しているためであり、ハードリンクはそのファイルシステム内のファイルのみを参照できます。

ハードリンクの利点

• スペース効率: ハードリンクは同じインデックスノードを指し、同じデータを共有するため、追加のストレージスペースを消費しません。
• 効率的なファイル管理: ハードリンクは複数のディレクトリエントリが同じファイルを参照できるため、ファイルを異なる場所から整理し、アクセスしやすくなります。
• 迅速なアクセス: ハードリンクはファイルのインデックスノードを直接指すため、ハードリンクを介してファイルにアクセスする速度は元の名前を使用する場合と同じです。

考慮事項と制限

• 名前変更: ハードリンクの名前を変更しても、それが指すファイルや同じファイルへの他のハードリンクには影響を与えません。各ハードリンクは独立して機能し、その名前は他のリンクに影響を与えずに変更できます。
• 削除: 元のファイルを削除しても、ハードリンクには影響しません。ハードリンクはファイル名ではなくデータそのものを直接指しているためです。しかし、すべてのハードリンクが削除された場合、元のファイルも削除されると、データが永続的に削除されます。
• 権限: ハードリンクまたは元のファイルの権限を変更すると、両方に影響します。ハードリンクは同じデータへの参照であるため、権限やアクセス制御への変更はすべてのハードリンクに反映されます。
• 異なるファイルシステム: ハードリンクは同じファイルシステム内にしか存在できません。異なるファイルシステム内のファイル間でハードリンクを作成しようとすると、エラーになります。

実用的な例

例1:

Unixベースのオペレーティングシステムでは、"/home/user/documents"というディレクトリに重要なファイルが含まれることがあります。別のディレクトリから特定のファイルに頻繁にアクセスする必要がある場合は、「ln」コマンドを使用してハードリンクを作成できます。例： ln /home/user/documents/file.txt /usr/local/bin/file-link これにより、"/usr/local/bin"ディレクトリに"file-link"という名前のハードリンクが作成され、元のファイルと同じインデックスノードを指します。

例2:

バージョン管理の目的で、ソフトウェア開発チームは複数の開発者が同時に同じソースコードファイルで作業することを望む場合があります。ファイルにハードリンクを作成することで、各開発者が独立してファイルにアクセスして編集でき、すべての変更がリアルタイムで反映されます。

関連用語

• シンボリックリンク: シンボリックリンク（またはソフトリンク）は、別のファイルまたはディレクトリへの参照またはショートカットとして機能するファイルです。ハードリンクとは異なり、シンボリックリンクは基礎データではなく、ファイル名を指します。
• インデックスノード: インデックスノードは、Unix系ファイルシステムにおけるデータ構造で、ファイルまたはディレクトリのメタデータを格納しています。これには、ファイルの場所、サイズ、権限、タイムスタンプなどの情報が含まれます。

情報源

• Wikipedia - ハードリンク
• Linuxize - Linuxにおけるハードリンクとソフトリンク（シンボリックリンク）の理解
• nixCraft - Unix/Linux: 実際のファイル/ディレクトリなしでシンボリックリンクのみを作成する方法