幾個基本概念
Linux下的鏈接文件可以分為硬鏈接（hard link）與軟鏈接（soft link）。要理解它們，必須先要理解幾個基本概念。
inode
文件除了純數據本身之外，還必須包含有對這些純數據的管理信息，如文件名、訪問權限、文件的屬主以及該文件的數據所對應的磁盤塊等等，這些管理信息稱之為元數據（mata data），保存在文件的inode節點之中。我們可以通過stat命令查看一個文件的inode信息：
$ stat /etc/passwd File: "/etc/passwd" Size: 936 Blocks: 8 IO Block: 4096 普通文件 Device: fd00h/64768d Inode: 137143 Links: 1 Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root) Access: 2016-08-05 23:01:39.905999995 +0800 Modify: 2016-07-15 16:36:12.802999997 +0800 Change: 2016-07-15 16:36:12.809000014 +0800 $ ls -l /etc/passwd -rw-r--r-- 1 root root 936 7月 15 16:36 /etc/passwd
這裡我們查看了/etc/passwd文件的元數據信息。ls -l命令也會列出一些文件的元數據信息（由左至右分別為：權限、硬鏈接數、屬主、屬組、文件大小、最近更改時間、文件名），但相比之下，stat命令輸出的信息更加完整。我們注意到，stat輸出的信息中，文件有三個時間戳：最近訪問、最近更改和最近改動，對應於英文分別為Access、Modify和Change。 Access time比較好理解，當每次訪問這個文件的數據（注意，不是元數據），這個時間就會更新。比如用cat或者more命令讀取文件內容時，會更新access time，而用ls或者stat命令，由於只是訪問了文件的inode，所以不會更新access time值。Modify time是文件數據最後一次被修改時間，比如用vim編輯文件後保存文件，此時就會更新該文件modify time。Change time是文件元數據（即inode）最後一次被修改的時間，比如用chown命令修改文件的屬主，此時就會更新文件的change time。
其實最初當我們創建分區並用mkfs.ext4等命令創建文系統的時候，就已經在文件系統的固定區域保留了inode節點區。我們可以通過df -i命令查看某文件系統inode節點區域的大小及使用情況：
# df -ih /dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2 文件系統 Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 掛載點 /dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2 18M 127K 18M 1% /home
可以看到，在筆者的Linux Mint17.3系統中，分區/dev/mapper/pdc_bcfaffjfaj2共保留了18M的inode區域，這個區域目前已經使用了127K。有沒有可能出現某分區尚有空間而inode區域已用完的情況呢？有的。當小文件特別多的時候就會出現這種情況！這個時候即使文件系統還有空間可用，但我們仍然無法繼續在這個文件系統內創建新的文件了。那假如在我的應用環境中真的小文件非常多該怎麼辦？其實我們在建立ext4文件系統時候是可以手動指定inode區域所占的比例大小的，可以man mkfs.ext4查看相關的參數和選項，這裡不再詳述。
剛才用stat查看文件的inode信息時，我們看到輸出的信息中有一行Inode: 137143，這個是/etc/passwd文件的inode號。每個inode都有一個全文件系統唯一的inode號，操作系統內核正是通過inode號而非文件名來識別不同的文件。文件名僅僅是為了方便用戶使用而已，內核是通過文件名找到inode，然後通過inode訪問實際文件數據的。有沒有可能有多個文件名對應於同一個inode呢？有的，這樣就產生了所謂硬鏈接文件。
dentry
雖然每個文件對應了唯一的inode號，但inode號是雜亂而毫無意義的，不方面用戶記憶和使用，我們希望對每個文件取一個有意義的文件名。現代文件系統提供的一個基本功能是按名存取，所以我們還需要建立文件名到inode號的對應，這就引出了目錄項（directory entry即dentry）的概念。在Linux文件系統中有一類特殊的文件稱為“目錄”，目錄就保存了該目錄下所有文件的文件名到inode號的對應關系，這裡的每個對應關系就稱為一個dentry。而Linux把所有的文件和目錄構建成了一個倒立的樹狀結構，這樣，我們只要確定了根目錄的inode號，就可以對整個文件系統進行按名存取了。
hard link
硬鏈接的實質是現有文件在目錄樹中的另一個入口。也就是說，硬鏈接與原文件是分居於不同或相同目錄下的的dentry而已，它們指向同一個inode，對應於相同的磁盤數據塊（data block），具有相同的訪問權限、屬性等。簡而言之，硬鏈接其實就是給現有的文件起了一個別名。如果把文件系統比喻成一本書的話，硬鏈接就是在書本的目錄中，有兩個目錄項指向了同一頁碼的同一章節。
硬鏈接的優點是幾乎不占磁盤空間（因為僅僅是增加了一個目錄項而已），但是這一優點相對於軟鏈接其實並不明顯（因為軟鏈接占用的磁盤空間也很少）。另外，硬鏈接有以下一些局限：1、不能跨文件系統創建硬鏈接。原因很簡單，inode號只有在一個文件系統內才能保證是唯一的，如果跨越文件系統則inode號就可能重復。2、不能對目錄創建硬鏈接。原因我在稍後解釋。正因為硬鏈接的這些局限，加之軟鏈接更加易於管理，所以軟鏈接更加常用。這一點在本文中舉的例子也可以看出，幾乎都是軟鏈接的例子。
soft link
軟鏈接又稱為符號鏈接（symbolic link），簡寫為“symlink”。與硬鏈接僅僅是一個目錄項不同，軟連接本身也是文件，不過這個文件的內容是另一個文件名的指針。當Linux訪問軟鏈接時，它會循著指針找出含有實際數據的目標文件。我們還以書本來打比方，軟鏈接是書本裡的某一章節，不過這一章節什麼內容都沒有，只有一行字“轉某某章某某頁”。
軟鏈接可以跨越文件系統指向另一個分區的文件，甚至可以跨越主機指向遠程主機的一個文件，也可以指向目錄。在ls -l輸出的文件列表中，第一個字段有“l”字樣者表示該文件是符號鏈接。
$ ls -l total 0 lrwxrwxrwx 1 wjm wjm 11 Aug 10 00:51 hh -> /etc/passwd
我們看到，軟鏈接的權限為777，即所有權限都是開放的，實際上你也無法使用chmod命令修改其權限，但是實際文件的保護權限仍然起作用。
另外，符號鏈接可以指向不存在的文件（可能是原來指向的文件被刪除了，或者指向的文件系統尚未掛載，或者最初建立該符號鏈接的時候就指向了一個不存在的文件等等），我們稱這種狀態為“斷裂”（broken）。與之相對的是，硬鏈接是不能指向一個不存在的文件的。
使用鏈接有何好處？
我們在此總結使用鏈接文件的以下幾個的好處：
保持軟件的兼容性
例如，在RHEL6中我們看下面這條命令的輸出：
$ ls -l /bin/sh lrwxrwxrwx. 1 root root 4 Jul 15 11:41 /bin/sh -> bash
我們看到，/bin/sh文件其實是一個指向/bin/bash的符號鏈接。為什麼要這樣設計？因為幾乎所有的shell script的第一行都是下面這樣：
#!/bin/sh
“#！”符號表示該行指定該腳本所用的解釋器。#！/bin/sh表示使用Bourne Shell作為解釋器，這是一個早期的Shell。在現代的Linux發行版中通常采用Bourne Again Shell即bash，bash是對sh的改進和增強，而早期的Bourne Shell在系統的中根本不存在。為了能夠順利的運行腳本而不必修改shell script，我們只需要創建一個軟鏈接/bin/sh讓其指向/bin/bash。如此一來，就可以讓bash來解釋原本針對Bourne Shell編寫的腳本了。
方便軟件的使用
比如我們安裝了一個大型軟件Matlab，它可能默認安裝在/usr/opt/Matlab目錄下，它的可執行文件位置在/usr/opt/Matlab/bin目錄下，除非你在這個路徑加入到PATH環境變量裡，否則每次運行這個軟件你都需要輸入一長串的路徑很不方便。你還可以這樣做：
$ ln -s /usr/opt/Matlab/bin/matlab ~/bin/matlab
通過在你的~/bin下創建一個符號鏈接（~/bin系統默認已經包含在PATH環境變量裡的），今後在命令行下無需輸入完整路徑，只需輸入matlab即可。
維持舊的操作習慣
比如在SuSE中，啟動腳本的位置是放在/etc/init.d目錄下，而在RedHat的發行版中，是放在/etc/init.d/rc.d目錄下。為了避免因為從SuSE轉換到RedHat系統而導致管理員找不到位置的情況，我們可以創建一個符號鏈接/etc/init.d使其指向/etc/init.d/rc.d即可。事實上，RedHat發行版也正是這樣做的：
$ ls -ld /etc/init.d/ lrwxrwxrwx. 1 root root 11 Jul 15 11:41 init.d -> rc.d/init.d
方便系統管理
最讓人印象深刻的一個例子應該是/etc/rc.d/rcX.d目錄下的符號鏈接了（X為0~7數字）。
$ ls -l /etc/rc.d/ total 60 drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 init.d -rwxr-xr-x. 1 root root 2617 Nov 23 2013 rc drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc0.d drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc1.d drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc2.d drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc3.d drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc4.d drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc5.d drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Jul 15 16:36 rc6.d -rwxr-xr-x. 1 root root 220 Nov 23 2013 rc.local -rwxr-xr-x. 1 root root 19688 Nov 23 2013 rc.sysinit
在init.d/目錄下有許多用於啟動、停止系統服務的腳本，如sshd、crond等。這些腳本可以接受一個參數，代表要啟動（start）或停止（stop）服務。為了決定在某個運行級別運行哪些腳本及傳遞給這些腳本哪些參數，RedHat設計了一個額外的目錄機制，即rc0.d到rc6.d的7個目錄，每個目錄對應一個運行級別。如果在某運行級別下需要啟動某服務或者需要停止某服務，就在對應的rcX.d目錄下建立一個符號鏈接，指向init.d/目錄下的腳本。如：
$ ls -l /etc/rc.d/rc3.d total 0 lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Jul 15 11:42 K10saslauthd -> ../init.d/saslauthd lrwxrwxrwx. 1 root root 20 Jul 15 11:42 K50netconsole -> ../init.d/netconsole lrwxrwxrwx. 1 root root 21 Jul 15 11:42 K87restorecond -> ../init.d/restorecond lrwxrwxrwx. 1 root root 15 Jul 15 11:42 K89rdisc -> ../init.d/rdisc lrwxrwxrwx. 1 root root 22 Jul 15 11:44 S02lvm2-monitor -> ../init.d/lvm2-monitor lrwxrwxrwx. 1 root root 19 Jul 15 11:42 S08ip6tables -> ../init.d/ip6tables lrwxrwxrwx. 1 root root 18 Jul 15 11:42 S08iptables -> ../init.d/iptables lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Jul 15 11:42 S10network -> ../init.d/network lrwxrwxrwx. 1 root root 16 Jul 15 11:44 S11auditd -> ../init.d/auditd lrwxrwxrwx. 1 root root 17 Jul 15 11:42 S12rsyslog -> ../init.d/rsyslog ... ....
這裡列出了在運行級3下需要運行的服務腳本及對應的參數，其中符號鏈接的第一個字母S和K分別表示傳遞參數start和stop，後面跟著的兩位數字表示腳本運行的先後順序。這樣一來，只要在rcX.d目錄下新增或者移除鏈接，就可以控制各個runlevel需要運行哪些服務腳本；而如果需要修改某個服務腳本，只需要編輯init.d/目錄下的文件（“本尊”），而它可以影響所有rcX.d目錄下的軟鏈接（“分身”）。這是多麼簡潔而巧妙的設計!
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