在檔案系統中，硬連結（Hard Link）和軟連結（Soft Link，也叫符號連結）是兩個非常有用的檔案管理工具。雖然它們在功能上有很多相似之處，但它們的工作方式和適用場景有著本質的區別。理解這兩種連結可以幫助我們更好地管理檔案系統，最佳化儲存和訪問路徑。
概念與本質區別
硬連結和軟連結可被視為兩種特殊的檔案，他們的作用是指向其他檔案，核心差異在於它們如何指向目標檔案。硬連結實際上是對一個檔案的直接引用，它為檔案建立了一個新的入口。硬連結和原始檔案擁有相同的 inode（索引節點）編號，這意味著它們在作業系統中是完全等價的。在你看來，它們好像是檔案的不同副本，但其實每個硬連結都直接指向相同的資料塊，任何對硬連結或原始檔案的修改都會反映在所有相關連結中。
軟連結（符號連結），典型的軟連結類似於 Windows 系統中的快捷方式（略有不同）。它是一個指向目標檔案路徑的特殊檔案，軟連結儲存的是目標檔案的路徑，而不是檔案內容本身。因此，軟連結具有獨立的 inode，指向目標檔案所在的路徑。這也意味著如果原始檔案被刪除，軟連結會失效，變成所謂的“懸空連結”（dangling link），因為它所指向的路徑不再存在。
總結來說，硬連結是直接指向相同的資料塊，而軟連結只是儲存目標檔案的路徑資訊。硬連結是原始檔案的映象，而軟連結只是一個指向檔案的指標。
硬連結計數器的概念
硬連結的一個重要概念是“硬連結計數器”。每個檔案都有一個硬連結計數器，表示有多少個路徑指向這個檔案的資料塊。當我們建立一個硬連結時，檔案的硬連結計數器會增加。當一個連結被刪除時，計數器減少，當計數器變為零時，系統會回收檔案的資料塊並釋放儲存空間。
例如，假設我們有一個名為 file.txt 的檔案，其硬連結計數器最初為 1。當我們使用命令 ln file.txt file_link.txt 建立一個硬連結 file_link.txt 時，檔案的硬連結計數器會變為 2。如果刪除 file.txt，file_link.txt 仍然指向原始的資料塊，且檔案資料不會丟失，硬連結計數器此時為 1。只有當所有硬連結都被刪除時，系統才會釋放檔案的實際資料。
這一特性使得硬連結在確保檔案不丟失時非常有用，因為只要硬連結計數器大於 0，檔案資料就會繼續保留在磁碟上。
軟連結不存在計數，軟連結和原檔案是互相獨立的，僅僅是儲存到原檔案的路徑。若檔案原位置失效，則軟連結也隨之失效。
硬連結與軟連結的應用場景與優缺點
在實際應用中，硬連結和軟連結都有各自的使用場景和優勢。硬連結的主要優點在於它提供了一種冗餘檔案路徑的方式，使檔案可以透過多個位置進行訪問，並且資料安全性更高，因為只要有一個硬連結存在，檔案就不會被刪除。然而，硬連結也有一些侷限性，例如它不能跨檔案系統建立，也不能連結到目錄，這使得它在跨檔案系統的管理中受到限制。
另一方面，軟連結更加靈活。軟連結可以跨越不同的檔案系統，並且能夠指向目錄，這使得它在組織複雜檔案結構時顯得更加便利。例如，在一些專案中，可能需要讓多個目錄指向同一份資源，這時軟連結就非常合適。然而，軟連結的一個主要缺點是它非常依賴於目標檔案的路徑，一旦原始檔案被移動或刪除，軟連結就會失效，導致無法訪問資料。
總結：硬連結適用於那些需要多個入口指向同一資料且不希望刪除帶來資料丟失風險的場景。而軟連結則適合在需要快速建立跨目錄甚至跨檔案系統的快捷方式時使用。硬連結提供了穩定的檔案訪問和資料冗餘，而軟連結則提供了更大的靈活性。
如何在 Linux 和 Windows 中建立硬連結和軟連結
在 Linux 和 Windows 系統中，建立硬連結和軟連結的方法略有不同。下面我們來看看如何在這兩個作業系統中建立這兩種型別的連結。
在 Linux 中建立硬連結和軟連結
在 Linux 系統中，我們可以使用 ln 命令來建立硬連結和軟連結。
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建立硬連結：
ln file.txt file_hardlink.txt這條命令會為
file.txt建立一個名為file_hardlink.txt的硬連結。此時，file.txt和file_hardlink.txt都指向相同的資料塊。 -
建立軟連結：
ln -s file.txt file_softlink.txt使用
-s選項可以建立一個軟連結，file_softlink.txt是指向file.txt的符號連結。此連結儲存的是file.txt的路徑。
在 Windows 中建立硬連結和軟連結
在 Windows 中，我們可以使用 mklink 命令來建立硬連結和軟連結。需要在命令提示符（以管理員身份執行）中執行這些命令。
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建立硬連結：
mklink /H file_hardlink.txt file.txt/H選項表示建立一個硬連結，file_hardlink.txt將作為file.txt的硬連結。 -
建立軟連結：
mklink file_softlink.txt file.txt這條命令建立了一個名為
file_softlink.txt的軟連結，指向file.txt。