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df命令、du命令是Linux運維課程中非常常見的命令，它們都能顯示一個系統(tǒng)目錄所占空間大小，那么你知道du命令和df命令有什么區(qū)別嗎?我們來看看詳細的內(nèi)容介紹。
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df的統(tǒng)計結(jié)果
[root@xuexi ~]# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 1.7G 15G 11% /
tmpfs tmpfs 491M 0 491M 0% /dev/shm
/dev/sda1 ext4 239M 68M 159M 30% /boot
//192.168.0.124/win cifs 381G 243G 138G 64% /mnt
du對根目錄的統(tǒng)計結(jié)果
[root@xuexi ~]# du -sh / 2>/dev/null
244G /
df中"/"的使用空間是1.7G，但是du的結(jié)果卻是244G。這里du的統(tǒng)計結(jié)果大于df。再看看對/boot分區(qū)的統(tǒng)計結(jié)果。
[root@xuexi ~]# df -hT /boot;echo;du -sh /boot
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 ext4 239M 68M 159M 30% /boot
66M /boot
du的結(jié)果是66M，df的結(jié)果是68M，相差不大，但df的結(jié)果大于du。
文件存儲和刪除的底層過程
這里簡單說明下文件系統(tǒng)相關(guān)的底層機制，首先說明下文件是怎么存儲到文件系統(tǒng)中的。假如要存儲a.txt到/tmp目錄下。
當a.txt文件要存儲到/tmp下時：
-
首先從inode table中找一個空閑的inode號分配給a.txt，例如2222。再將inode map(imap)中2222這個inode號標記為已使用。
-
在/tmp的data block中添加一條a.txt文件的記錄。該記錄中包括一個指向inode號的指針，例如”0x2222″。
-
然后從block map(bmap)中找出空閑的data block，并開始將a.txt中的數(shù)據(jù)寫入到data block中。每寫一段空間(ext4每次分配一段空間)就從bmap中找一次空閑的data block，直到存完所有數(shù)據(jù)。
-
設置inode table中關(guān)于2222這條記錄的data block指針，通過該指針可以找到a.txt使用了哪些data block。
當要刪除a.txt文件時：
-
在inode table中刪除指向a.txt的data block指針。這里只要一刪除，外界就找不到a.txt的數(shù)據(jù)了。但是這個文件還存在，只是它是被”損壞”的文件，因為沒有任何指針指向數(shù)據(jù)塊。
-
在imap中將2222的inode號標記為未使用。于是這個inode號就被釋放，可以被后續(xù)的文件重用。
-
刪除父目錄/tmp的data block中關(guān)于a.txt的記錄。這里只要一刪除，外界就看不到也找不到這個文件了。
-
在bmap中將a.txt占用的block標記為未使用。這里被標記為未使用后，這些data block就可以被后續(xù)文件覆蓋重用。
考慮一種情況，當一個文件被刪除時，但此時還有進程在使用這個文件，這時是怎樣的情況呢？外界是看不到也找不到這個文件的，所以刪除的過程已經(jīng)進行到了第(3)步。
但進程還在使用這個文件的數(shù)據(jù)，也能找到這個文件的數(shù)據(jù)，是因為進程在加載這個文件的時候就已經(jīng)獲取到了該文件占用哪些data block，雖然刪除了文件，但bmap中這些data block還沒有標記為未使用。
du統(tǒng)計的原理
du是通過stat命令來統(tǒng)計每個文件(包括子目錄)的空間占用總和。因為會對每個涉及到的文件使用stat命令，所以速度較慢。 如果統(tǒng)計目錄下掛載了其他文件系統(tǒng)，那么也會對這個文件系統(tǒng)進行統(tǒng)計。例如”du -sh /”的時候，會統(tǒng)計所有分區(qū)的文件，包括掛載上來的。正如本文開頭統(tǒng)計的”/”一樣，du的結(jié)果是244G，明顯比df統(tǒng)計的結(jié)果大，就是因為將某個分區(qū)掛載到了/mnt目錄下。
## df的統(tǒng)計結(jié)果
[root@xuexi ~]# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 1.7G 15G 11% /
tmpfs tmpfs 491M 0 491M 0% /dev/shm
/dev/sda1 ext4 239M 68M 159M 30% /boot
//192.168.0.124/win cifs 381G 243G 138G 64% /mnt
## du對根目錄的統(tǒng)計結(jié)果
[root@xuexi ~]# du -sh / 2>/dev/null
244G /
如果文件被刪除，即使被其他進程引用了，du命令也無法對其統(tǒng)計。因為stat命令找不到這個文件。 可以跨分區(qū)統(tǒng)計某些你想統(tǒng)計的文件大小總和。因為它們都能被stat找到并統(tǒng)計。例如：統(tǒng)計Linux下所有img文件的大小。
## df的統(tǒng)計結(jié)果
[root@xuexi ~]# find / -type f -name "*.img" -print0 | xargs -0 du -csh
19M /boot/initramfs-2.6.32-504.el6.x86_64.img
13M /mnt/linux工具/cirros-0.3.4-x86_64-disk.img
31M total
這里統(tǒng)計的兩個img文件就是在不同分區(qū)內(nèi)的。
df統(tǒng)計的原理
df是讀取每個分區(qū)的superblock來獲取空閑數(shù)據(jù)塊、已使用數(shù)據(jù)塊，從而計算出空閑空間和已使用空間，因此df統(tǒng)計的速度極快(superblock才占用1024字節(jié))。 當某個文件系統(tǒng)下掛載了其他分區(qū)，df不會把這個分區(qū)也統(tǒng)計進去。這很容易理解，因為df讀取的是各自分區(qū)的superblock，即使分區(qū)1掛載在分區(qū)0的目錄下，df統(tǒng)計分區(qū)0的時候，也只能讀取分區(qū)0的superblock。 例如，下面的/mnt、/boot都沒有統(tǒng)計在”/”中。
[root@xuexi ~]# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 1.7G 15G 11% /
tmpfs tmpfs 491M 0 491M 0% /dev/shm
/dev/sda1 ext4 239M 68M 159M 30% /boot
//192.168.0.124/win cifs 381G 243G 138G 64% /mnt
由于df每次統(tǒng)計都是讀取superblock，所以df對文件系統(tǒng)中的某個文件進行統(tǒng)計時，會自動轉(zhuǎn)為統(tǒng)計這個文件系統(tǒng)的信息。
[root@xuexi ~]# df -hT /etc/fstab
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 1.7G 15G 11% /
df會統(tǒng)計已刪除但卻仍有進程引用的文件。
正常情況下，刪除文件會立刻釋放相關(guān)指針，并將imap和bmap中相關(guān)的位圖標記為未使用。bmap只要一改變，文件系統(tǒng)立刻就能知道每個塊組中哪些數(shù)據(jù)塊是空閑的，哪些數(shù)據(jù)塊是被使用的，這些信息都會更新到分區(qū)的superblock中。于是df能立刻統(tǒng)計到實時的空間信息。
但是當一個文件被刪除時，如果還有進程在引用這個文件，根據(jù)前文的分析，bmap中不會將這個文件的data block標記為未使用，也就不會將數(shù)據(jù)塊的使用情況更新到superblock中。由于df是根據(jù)superblock中空閑和使用數(shù)據(jù)塊的數(shù)量來計算空閑空間和已使用空間的，所以df統(tǒng)計的時候會將這個已被”刪除”的文件統(tǒng)計到已使用空間中。
例如，創(chuàng)建一個較大一點的文件放在”/”目錄下，并du和df統(tǒng)計根目錄的已使用空間。
[root@xuexi ~]# dd if=/dev/zero of=/my.iso bs=1M count=1000
[root@xuexi ~]# df -hT /
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 2.7G 14G 17% /
[root@xuexi ~]# du -sh --exclude="/mnt" / 2>/dev/null
2.7G /
它們在GB級的單位上是相等的?，F(xiàn)在使用一個進程來引用這個文件，然后刪除這個文件，再du和df統(tǒng)計。
[root@xuexi ~]# tail -f /my.iso &
[root@xuexi ~]# rm -rf /my.iso
[root@xuexi ~]# ls /my.iso
ls: cannot access /my.iso: No such file or directory
[root@xuexi ~]# du -sh --exclude="/mnt" / 2>/dev/null
1.8G /
[root@xuexi ~]# df -hT /
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 2.7G 14G 17% /
可以發(fā)現(xiàn)，外界已經(jīng)獲取不到my.iso文件了，所以du無法統(tǒng)計這個文件。而df卻將該文件大小統(tǒng)計進去了，因為my.iso占用的data block還未被標記為未使用。再關(guān)掉tail進程，然后df再統(tǒng)計空間，結(jié)果將和du一樣顯示為正常的大小。
[root@xuexi ~]# jobs
[1]+ Running tail -f /my.iso &
[root@xuexi ~]# kill %1
[root@xuexi ~]# df -hT /
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 1.7G 15G 11% /
如果不知道文件系統(tǒng)中哪些已被刪除，但卻還被進程引用的文件，可以使用lsof來獲取。通過它還能獲取到文件的大小，看看到底是哪個文件在”占著茅坑以及占了多少茅坑”。例如，關(guān)掉tail進程前，使用lsof查看?？梢钥吹絫ail進程占用了/my.iso，且這個文件的大小為1048576000字節(jié)。
[root@xuexi ~]# lsof | grep deleted
php-fpm 12597 root txt REG 8,2 4058416 931143 /usr/sbin/php-fpm (deleted)
php-fpm 12657 nobody txt REG 8,2 4058416 931143 /usr/sbin/php-fpm (deleted)
php-fpm 12707 nobody txt REG 8,2 4058416 931143 /usr/sbin/php-fpm (deleted)
php-fpm 12708 nobody txt REG 8,2 4058416 931143 /usr/sbin/php-fpm (deleted)
tail 14437 root 3r REG 8,2 1048576000 7171 /my.iso (deleted)
經(jīng)過上面的分析，想必對du和df的結(jié)果不會再有任何疑惑了吧。
文章題目：df命令和du命令區(qū)別在那些方面？
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