一個檔案，兩個名字：扯一扯那道縫
本階第一篇導覽埋下了一顆小種子，並承諾它會長大：一個名字與一個檔案是兩樣分開的東西，由一個目錄牽在一起。目錄項目裝著一個人類看得懂的名字，而檔案真正的屬性、以及它位元組的位址，則住在別處——在 Unix 風格的系統上，住在 inode（索引節點）裡。目錄做的事，不過就是把一個名字跟一個 inode 號碼配成一對，再普通不過。這個分離安靜到你會一眼讀過去，但它正是這整篇導覽的根基。如果一個名字只是一支射進某個 inode 的箭，那就沒有任何東西阻止兩支箭瞄準同一個 inode。
當兩個目錄項目指向同一個 inode，每個名字都是這個檔案真正的、平起平坐的名字——沒有哪個是「正本」，也沒有哪個是「副本」。這就是 硬連結（hard link），而「連結」這個詞正是重點：你是把第二個名字連到一個既有的檔案上，不是把它的位元組複製一份。另一種，符號連結（symbolic link，又叫軟連結，soft link），走的是一條完全不同的路：它不指向 inode，而是一個獨立的、小小的檔案，整個內容就是一條文字路徑，像 /home/ana/essays/draft.txt。這篇導覽接下來的內容，就是這兩條路的故事，以及為什麼大多數日子你分不出它們——直到那一天，差別變得無比要緊。
硬連結：射向同一個 inode 的第二支箭
執行 `ln target name`，作業系統做的事直白得令人舒坦：它在一個目錄裡多加一個新項目，把你選的名字，跟目標早就在用的那個 inode 號碼配成一對。沒有位元組被複製；沒有新的 inode 被建立。事後有兩個名字，但檔案就只有一個，而透過任一個名字讀或寫，動到的都是同一份位元組——用一個名字改了這個檔案，改動會立刻在另一個名字下看得到，因為要改的檔案就只有一個。這兩個名字是貨真價實地對等：檔案系統自己也說不出哪一個是先做出來的。
如果兩個名字共用一個檔案，一個硬邦邦的問題就跟著來了：當你刪掉其中一個名字，位元組會不會消失？inode 用它身上帶著的一個數字回答這件事，這個數字叫連結計數（link count）——就是「有幾個目錄項目指向我」。做一個硬連結，計數加一；移除一個名字，計數減一。資料只有在計數歸零、也就是最後一個名字都沒了的那一刻，才會被釋放。所以刪掉一個被硬連結的名字，並不是「刪掉這個檔案」——它是移除一個名字、把計數減一。只要還有另一個硬連結活著，位元組就完好無損地活著。
符號連結：一個裝著路徑的小小檔案
改成執行 `ln -s target name`——注意那個 -s，代表 symbolic（符號）——你得到的東西在結構上就不同了。作業系統建立一個全新的檔案，有它自己的 inode，被標上一個特殊的檔案類型，意思是「我是一個 symlink」。它的內容不是你的資料；它就只是你指定的那條路徑的文字，擺在那兒，像一個寫下來的地址。當你之後打開這個 symlink，作業系統會讀出那條存著的路徑，再順著它走到它指向的地方，這一步叫做解析（resolution）。一個 symlink，照最字面的意思，就是一塊路標：它不含著目的地，它靠名字替你指出通往那裡的路。
因為 symlink 存的是一個名字、而不是一個 inode，兩個後果就直接掉了出來——而它們正是它賺到飯吃的地方。第一，它存的那條路徑可以指名一個位在完全不同檔案系統上的目標，所以一個 symlink 能自由地跨越檔案系統，它甚至能指向一個目錄，而不只是一個普通檔案。第二，也比較讓人清醒：它指名的那個目標，可能根本不存在。把目標搬走、改名、或刪掉，symlink 仍會繼續指著一條如今哪兒也通不到的路徑。這就是一條懸空（dangling，斷掉）的 symlink——路標還立在那兒，但它指向的地方沒了，而試著打開它會以一個像「查無此檔」的錯誤失敗。
看出差別：inode 與連結計數
關於箭與路標的抽象談法，在你一看真實的 inode 號碼與連結計數的那一刻，就變得鋒利起來。想像一個檔案 draft.txt，住在 inode 1733，連結計數是 1。對它做一個硬連結 essay.txt：現在兩個名字都坐在目錄裡、指向 inode 1733，而那個 inode 的連結計數讀作 2。把它們列出來，它們無從分辨——同一個 inode、同樣的大小、同樣的位元組、兩個對等的名字。換成做一個符號連結 shortcut.txt 看看：它拿到自己全新的 inode（比方說 1899），它的連結計數仍是 1，而它的大小就只是那條被存起來的路徑字串的長度。底下的圖把這兩幅畫面並排定格起來。
HARD LINK (ln draft.txt essay.txt)
directory: inode 1733 (link count = 2)
draft.txt -> 1733 ----\
essay.txt -> 1733 ----+----> [ size, owner, perms ] -> DATA BLOCKS
one file, two equal names
SYMLINK (ln -s draft.txt shortcut.txt)
directory: inode 1733 (link count = 1)
draft.txt -> 1733 --------> [ size, owner, perms ] -> DATA BLOCKS
shortcut.txt -> 1899 (symlink)
|
+-- inode 1899 holds the TEXT "draft.txt" (a stored path)
open(shortcut.txt) -> read path -> follow to 1733對硬連結的兩條硬性限制，從這同一幅畫面裡掉了出來，兩者都源自 inode 是個「只在單一檔案系統內」才有意義的東西。一個硬連結不能跨越檔案系統，因為 inode 1733 只在它自己的檔案系統內部才有意義——另一顆磁碟上的目錄項目，根本沒辦法指向它。而在幾乎每個系統上，你通常也不能對目錄做硬連結：那樣做可能會在目錄樹裡織出迴圈，把走訪它的程式困進沒完沒了的繞圈圈裡，還會把連結計數的帳目攪成一團。symlink 之所以閃過這兩條限制，恰恰是因為它存的是一條路徑、而不是一個 inode——而這也正是它為什麼會懸空的原因。
什麼時候用哪一個？
這個選擇不是品味問題；每種連結的機制，決定了它擅長什麼。當你想要好幾個名字、它們在同一顆磁碟上是真正同一個檔案、而且沒有那種會斷掉的脆弱指標時，伸手去拿硬連結——例如一個備份用的名字，它必須讓資料活著、就算原本的名字被移除了也一樣，因為位元組會一直活到連結計數歸零為止。當你需要跨越檔案系統去指、指向一個目錄、或做一個友善的捷徑（它的目標你之後可能會換掉）時，伸手去拿符號連結——比方說一個叫 current 的名字，你把它從一個帶版本的資料夾，重新指到下一個。
- 需要在同一顆磁碟上、用兩個名字指同一個檔案，不要會斷的指標、也不要複製位元組？用硬連結：`ln target name`。
- 需要橫跨兩個檔案系統、或指向一個目錄、或留一個之後能重新瞄準的捷徑？用符號連結：`ln -s target name`。
- 要刪掉一個名字？硬連結的話，資料會一直活到最後一個連結都沒了；symlink 的話，刪掉目標會留下一條懸空的 symlink。