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本文主要介绍 Windows 系统下的符号链接（Symbolic Link）和硬链接（Hard Link）的原理，特性以及它们在日常工作生活中应用。

这两类链接直接由文件系统实现和支持，各类软件无需适配即可使用。学会使用这两种链接，我们就可以：

• 用云盘保存那些不方便改变位置的文件
• 使用完全不同的路径编辑同一个文件
• 实现更省空间的增量备份

初识符号链接与硬链接

如果你对这两个名字感到陌生，那么可以打开你的系统盘，在根目录使用 Shift + 右键的方式进入 PowerShell，键入 dir -force 来列出所有的文件和文件夹。其中一定会有名为 Documents and Settings 的文件夹，在名称后面有一个箭头指向了 C:\Users。该文件夹的作用是：当应用想要访问 C:\Documents and Settings 这个路径时，系统会自动将它引导到 C:\Users，应用可以用 Documents and Settings 这个目录名访问 Users 下的任何内容。

这是微软为了保证 Windows Vista 以前的应用仍然能够正确安装在 Windows 10 上所做的设计，此文件夹正类似¹于符号链接。

硬链接就没这么麻烦，因为文件管理器上的几乎所有文件都可以被看作是硬链接。不信的话可以在终端中使用系统内置的硬链接查询命令：fsutil hardlink list [文件路径]。它会列出一个文件对应的所有的硬链接路径，该工具一定会给出的此文件本身的路径。

和这两类链接见了面之后，我们还要重新认识一下「文件」。

在一台 Windows 电脑中，硬盘被分割为卷用以保存数据，在每一个卷上，数据对象被 NTFS 文件系统赋予了独一无二的文件 ID 以及与之对应的文件路径，文件路径和文件 ID 对应，文件 ID 和数据对象绑定，最终才呈现为可供用户打开、编辑的文件。

因此可以说，我们所看到的文件并非数据本身，而是由文件路径指向数据对象的链接。

本文的主角，符号链接和硬链接正和这种数据的组织方式息息相关。

符号链接的原理和特性

前面说道，文件是数据对象和文件路径的链接，符号链接则是将自己链接到一个目标文件或目录的路径上。当系统识别到符号链接时，它会跳转到符号链接所指向的目标中去，而不改变此时的文件路径。

举例来说，有一个名为 source 的文件夹。在桌面使用管理员权限打开 PowerShell，输入 New-Item Symlink -ItemType SymbolicLink -Target C:\...\source 为 source 文件夹创建名为 Symlink 的符号链接。然后打开此新建的文件夹，可以发现虽然路径是 Desktop\Symlink，但无论是内部的目录结构还是文件内容，都和 source 文件夹一模一样。

符号链接像一个虫洞：当用户或应用要访问此虫洞时，就会被传送到符号链接所指向的地方，但他们是通过虫洞访问此目标的，所以其路径仍是虫洞自己的路径，这是它和快捷方式在效果上的区别所在。

更进一步说，符号链接的名称或者后缀丝毫不会影响到其目标。如果有一个图片 cats.jpg，我为它创建一个叫做 cats.docx 的符号链接，双击 cats.docx 时，仍然会出现一个图片。

符号链接具有下面的特性：

• 只需要一个路径。创建时，它的目标可以是本地的、远程的任何文件或目录，即使目标不存在。
• 所做的一切更改都会反映在目标上。因为打开符号链接，就是打开了目标。复制符号链接，会复制目标的内容；移动符号链接，则会移动链接本身。
• 更改目标的名称，移动目标的位置，符号链接将会成为死链，因为它无法通过设定的路径找到目标；更改符号链接本身的名称和位置，目标不受影响。
• 当目标被删除时，符号链接继续存在，但会成为死链，无法打开。当符号链接被删除时，它指向的目标不受影响。

硬链接的原理和特性

硬链接和符号链接的原理完全不同，符号链接是指向目标路径的链接，而硬链接则是指向目标数据对象的链接。因为一个卷中的数据对象都有一个独一无二文件 ID，也可以说硬链接是指向目标文件 ID 的链接。

不难发现，硬链接和前面对文件的定义是一样的，原因在于，同一个文件 ID 可以对应很多²不同的文件路径。这些不同的文件都可以被称为³硬链接。这也是为什么在第一节中说「文件管理器上的几乎所有文件都可以被称为硬链接」。

这里之所以引入文件 ID 的概念，是因为通过它我们可以直观看到文件所指的数据是否改变。以桌面上的 Demo.txt 为例，使用 fsutil file queryFileID Demo.txt 可以查看到它对应的文件 ID 为 ...3d321。当我们用复制粘贴的方式为此文件创建一个副本 Demo - Copy.txt 时，通过 ID ...5d78c 可知我们实际上创建了另一个数据。

下面，在 PowerShell 中使用 New-Item Hardlink.txt -ItemType HardLink -Target C:\...\Demo.txt 给 Demo.txt 创建一个叫做 Hardlink.txt 的硬链接。同样用 fsutil file queryFileID Hardlink.txt 得到 Hardlink.txt 的文件 ID 为 ...3d321，这和 Demo.txt 是一样的，说明两者都指向同一个数据对象。

因为他们数据是相通的，这两个文本所有属性都相同，更改其中一个文件的内容，另一个也会随之变化。

由于不同的文件指向的是同样的数据，所以无论给同一个文件创建多少个硬链接，他们占整个卷的数据大小都是一样的。下图中，当 C 盘只有一个大小为 4 G 的 ISO 文件时，剩余大小为 373 GB；我为此 ISO 创建了另外 4 个 硬链接之后，卷的剩余大小并不因此而变化，尽管属性界面显示他们为 20 GB。

硬链接可以看作是一个既有文件的别名，它具有下面的特性：

• 创建时，它必须指向本地的同一个卷内存在的文件⁴，在 C 盘创建硬链接只能指向 C 盘存在的文件。因为只有在同一个卷内，文件 ID 才是独一无二的，且没人能在这个卷内编辑另一个卷的数据。不存在的文件没有文件 ID。
• 打开硬链接，所做的一切更改都会反映在目标文件上。因为目标文件也链接着被更改的数据。
• 更改目标文件的名称、位置，硬链接不会受到影响。更改硬链接的名称、位置，目标文件不受影响，链接不会断开。因为改名，移动都不会改变文件 ID。
• 当目标被删除时，硬链接继续存在，且可以正常打开、编辑。因为他具备一个完整的文件结构。当硬链接被删除时，目标文件继续存在，不受影响。只有当一个文件 ID 对应的所有硬链接被删除时，数据才真正被标记为删除。

使用命令行或 Link Shell Extension 创建两种链接

新建符号链接和硬链接不像普通文件那样容易。第二、三节已经展示了使用 PowerShell 命令的方式来创建二者：

New-Item [链接名称] -Itemtype SymbolicLink/HardLink -Target [目标绝对路径]

新建符号链接始终需要管理员权限，-target后面一般说来需要填写绝对路径才能被识别。命令行创建的方式往往在脚本中更方便，对于普通用户而言，则有更简单、可视化的软件供选择。

Link Shell Extension 就是一个功能十分强大的符号链接、硬链接（以及没提到的目录链接）的新建和管理工具。使用 choco install linkshellextension -y 或者进入软件 官网，下载安装包并打开。安装完成后，我们便能够使用鼠标中键或者右键来简单地创建链接。

打开文件管理器，选中作为目标的文件或者文件夹，按住鼠标中键，然后将它拖到想要创建链接的目标文件夹处，松开鼠标，就会弹出创建链接的快捷菜单，选择需要的选项即可创建完成。

另一种创建的方法是，选中一个文件或目录后，右键，点击 Pick Link Source，将其选择为目标。然后在另一个文件夹的空白处右键，在 Drop as 的子菜单中，选择需要创建的链接类型。

Link Shell Extension 自动为创建的链接添加特殊的标识，并且为其文件属性添加了诸如引用计数、符号链接目标等实用选项卡。

用例一：使用 OneDrive 实时保存微信重要文件

Windows 中有许多虽然关键但难以移动位置的文件夹，要想使用 OneDrive 等云盘保存他们，往往只能另外复制一份，但这又面临着源文件更新的问题。

举例来说，Windows 版微信会在文档中创建 WeChat Files 文件夹，其中有一个 File 目录包含了聊天中的已下载的各类文件，这个文件夹正是既重要又不太方便移动。

而符号链接可以让任何文件夹以任何名称出现在另一个地方，我们为此文件夹在 OneDrive 内创建一个符号链接，OneDrive 访问此链接时会被引导到微信的 File 文件夹内，其中的内容就会被全部上传到云端。

整个实现的过程也非常简单：打开微信的 File 文件夹和 OneDrive 云盘本地文件夹，使用 Link Shell Extension 拖动创建一个符号链接，完成！

这样做了之后，在本地打开 File 符号链接时，会展现微信文件夹中的数据。而在 OneDrive 云端上，Files 则被视作一个正常的文件夹。还可以用类似的方法备份 QQ 的接收文件夹，Windows Appdata 中的一些设置文件等等。需要注意的是，当目标文件删除或消失时，OneDrive 也删除你的备份。

我们还可以考虑将上面的过程反过来！将目标文件或目录放在 OneDrive 中，在需要的程序文件夹中创建符号链接。在上面的例子中，即在 OneDrive 中放一个 File 文件夹，把微信中的 File 数据移动到此文件夹中，然后在微信的 FileStorage 中创建以 OneDrive 的 File 为目标的符号链接。

这种做法好处是：程序卸载时只要提前将符号链接删除，就不必担心重要的文件会被卸载程序清除掉。

用例二：Hexo 和 Obsidian 文章实时同步

Hexo 是一个静态博客生成工具，Obsidian 则是一个本地笔记管理工具，这两个工具的库我都使用 Git 做版本管理。

因为博客文章常常就是笔记中的文章，所以正常情况下，我需要将笔记中写好的 Markdown 复制粘贴到 Hexo 的博客目录下，然后再发布。一份文本此时被分成了两个数据，一旦需要更改，还得在两边分别编辑。

既然这两个工具会使用到同一份文本，为什么不能使用硬链接将他们共同的 Markdown 连接在一起呢？

需要做的工作是，在为 Hexo 创建文章时，同时在 Obsidian 的笔记目录下创建这个文章的硬链接。由于两者数据相通，在 Obsidian 处的编辑会自动同步到 Hexo 端。示例脚本 New-Blog.ps1 如下：

## 计数作为文件名
$count = [System.IO.Directory]::GetFiles("$home\Hexo\source\_posts").Count
## 提前写入 Markdown 的 yaml 头
$date = Get-Date -Format "yyyy-MM-dd HH:mm:ss"
$yaml = "---" + "`ntitle: $count" + "`ndate: '$date'" + "`nupdated: '$date'" + "`ncategories: []" + "`ntags: [blog]" + "`ndescription:" +"`n`n---"
## 在 Hexo 中创建文件
Write-Output $yaml | Out-File $home\Hexo\source\_posts\$count.md
## 在 Obsidian 中创建硬链接
New-Item $home\Note\$count.md -Type HardLink -Target $home\Hexo\source\_posts\$count.md
## 退出
exit

配合几行简单的 AHK 脚本：

#!N::
run, "%USERPROFILE%\Program\New-Blog.ps1",,hide
return

当按下 Win + Alt + N 时，就会静默运行脚本，同时新建博客和笔记。重命名和移动文件都不会改变文件 ID，因此，只要不删除，无论在 Obsidian 上怎么折腾都不会影响两者的同步关系。如果我不满意某篇博客，在 Hexo 删除了它，那么文本在 Obsidian 那里仍然留存。

在此例中，可能有人会问「为什么不用符号链接？」主要原因是 Obsidian 目前似乎有意⁵忽略掉笔记库的符号链接。另外，本例中的 Markdown 文件也比较适合使用硬链接。作为对比，Word 文档在编辑保存时原文件会被删除，替代以新文件，文件 ID 会改变，而这将导致链接失效。

其他复杂的文件格式或特殊的编辑器可能也有类似的情况。

用例三：DeLorean Copy 实现增量备份

创建硬链接相当于创建文件的别名，正如我在第三节演示的那样，它可以实现在不增加体积的情况下创建文件的副本，这个特性让它非常适合用来备份文件。事实上，macOS 的时间机器功能正是使用了硬链接。

而对于 Windows 用户而言，通过 Link Shell Extension 自带的 DeLorean Copy 功能即可实现增量备份和版本回溯。

简单来说，在第一次备份完毕后，假如该文件夹发生了更改，DeLorean Copy 会自动分析更改后的文件夹和前一次备份的文件夹的区别，相同的文件会被创建硬链接，新的文件会被复制，删除的文件则会被丢弃，由此就形成了第二个备份。 当然，这都由程序自动完成，用户需要做的只是选择需要备份的文件夹，中键拖放，选择 DeLorean Copy。

如果想要为这个增量备份创建自动任务，则可以使用 ln.exe 这个由同开发者开发的命令行程序，将 ln --delorean 作为命令写入脚本，再参考 Windows 本地自动化工具，任务计划程序应用举例 一文设置任务计划程序即可。

小结

本文以 Windows 为例介绍符号链接和硬链接的原理及应用，但这两类链接不只用于 Windows，它们在不同的操作系统上都有着广泛的支持。虽然实现的原理可能不太相同，但在应用层面也许有一些共通之处。

希望本文能够给你以启发。

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