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咱们经常应用 du 和 df 来获取目录或文件系统已占用空间的状况。但它们的统计后果是不统一的，大多数时候，它们的后果相差不会很大，但有时候它们的统计后果会相差十分大。
例如：
df 的统计后果
[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 对根目录的统计后果
[root@xuexi ~]# du -sh / 2>/dev/null
244G /
df 中 ”/” 的应用空间是 1.7G，然而 du 的后果却是 244G。这里 du 的统计后果大于 df。
再看看对 /boot 分区的统计后果。
[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 的后果是 66M，df 的后果是 68M，相差不大，但 df 的后果大于 du。
文件存储和删除的底层过程
这里简略阐明下文件系统相干的底层机制，首先阐明下文件是怎么存储到文件系统中的。如果要存储 a.txt 到 /tmp 目录下。当 a.txt 文件要存储到 /tmp 下时：
- (1). 首先从 inode table 中找一个闲暇的 inode 号调配给 a.txt，例如 2222。再将 inode map(imap)中 2222 这个 inode 号标记为已应用。
- (2). 在 /tmp 的 data block 中增加一条 a.txt 文件的记录。该记录中包含一个指向 inode 号的指针，例如 ”0x2222″。
- (3). 而后从 block map(bmap)中找出闲暇的 data block，并开始将 a.txt 中的数据写入到 data block 中。每写一段空间 (ext4 每次调配一段空间) 就从 bmap 中找一次闲暇的 data block，直到存完所有数据。
- (4). 设置 inode table 中对于 2222 这条记录的 data block 指针，通过该指针能够找到 a.txt 应用了哪些 data block。
当要删除 a.txt 文件时：
- (1). 在 inode table 中删除指向 a.txt 的 data block 指针。这里只有一删除，外界就找不到 a.txt 的数据了。然而这个文件还存在，只是它是被 ” 损坏 ” 的文件，因为没有任何指针指向数据块。
- (2). 在 imap 中将 2222 的 inode 号标记为未应用。于是这个 inode 号就被开释，能够被后续的文件重用。
- (3). 删除父目录 /tmp 的 data block 中对于 a.txt 的记录。这里只有一删除，外界就看不到也找不到这个文件了。
- (4). 在 bmap 中将 a.txt 占用的 block 标记为未应用。这里被标记为未应用后，这些 data block 就能够被后续文件笼罩重用。
思考一种状况，当一个文件被删除时，但此时还有过程在应用这个文件，这时是怎么的状况呢？外界是看不到也找不到这个文件的，所以删除的过程曾经进行到了第 (3) 步。但过程还在应用这个文件的数据，也能找到这个文件的数据，是因为过程在加载这个文件的时候就曾经获取到了该文件占用哪些 data block，尽管删除了文件，但 bmap 中这些 data block 还没有标记为未应用。
du 统计的原理
du 是通过 stat 命令来统计每个文件 (包含子目录) 的空间占用总和。因为会对每个波及到的文件应用 stat 命令，所以速度较慢。
1. 如果统计目录下挂载了其余文件系统，那么也会对这个文件系统进行统计。
例如 ”du -sh /” 的时候，会统计所有分区的文件，包含挂载上来的。正如本文结尾统计的 ”/” 一样，du 的后果是 244G，显著比 df 统计的后果大，就是因为将某个分区挂载到了 /mnt 目录下。
## df 的统计后果
[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 对根目录的统计后果
[root@xuexi ~]# du -sh / 2>/dev/null
244G /
2. 如果文件被删除，即便被其余过程援用了，du 命令也无奈对其统计。因为 stat 命令找不到这个文件。
3. 能够跨分区统计某些你想统计的文件大小总和。因为它们都能被 stat 找到并统计。
例如：
统计 Linux 下所有 img 文件的大小。
[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
这里统计的两个 img 文件就是在不同分区内的。
df 统计的原理
df 是读取每个分区的 superblock 来获取闲暇数据块、已应用数据块，从而计算出闲暇空间和已应用空间，因而 df 统计的速度极快(superblock 才占用 1024 字节)。
1. 当某个文件系统下挂载了其余分区，df 不会把这个分区也统计进去。
这很容易了解，因为 df 读取的是各自分区的 superblock，即便分区 1 挂载在分区 0 的目录下，df 统计分区 0 的时候，也只能读取分区 0 的 superblock。
例如，上面的 /mnt、/boot 都没有统计在 ”/” 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
2. 因为 df 每次统计都是读取 superblock，所以 df 对文件系统中的某个文件进行统计时，会主动转为统计这个文件系统的信息。
[root@xuexi ~]# df -hT /etc/fstab
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2 ext4 18G 1.7G 15G 11% /
3.df 会统计已删除但却仍有过程援用的文件。
失常状况下，删除文件会立即开释相干指针，并将 imap 和 bmap 中相干的位图标记为未应用。bmap 只有一扭转，文件系统立即就能晓得每个块组中哪些数据块是闲暇的，哪些数据块是被应用的，这些信息都会更新到分区的 superblock 中。于是 df 能立即统计到实时的空间信息。
然而当一个文件被删除时，如果还有过程在援用这个文件，依据前文的剖析，bmap 中不会将这个文件的 data block 标记为未应用，也就不会将数据块的应用状况更新到 superblock 中。因为 df 是依据 superblock 中闲暇和应用数据块的数量来计算闲暇空间和已应用空间的，所以 df 统计的时候会将这个已被 ” 删除 ” 的文件统计到已应用空间中。
例如，创立一个较大一点的文件放在 ”/” 目录下，并 du 和 df 统计根目录的已应用空间。
[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 /
它们在 GB 级的单位上是相等的。
当初应用一个过程来援用这个文件，而后删除这个文件，再 du 和 df 统计。
[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% /
能够发现，外界曾经获取不到 my.iso 文件了，所以 du 无奈统计这个文件。而 df 却将该文件大小统计进去了，因为 my.iso 占用的 data block 还未被标记为未应用。
再关掉 tail 过程，而后 df 再统计空间，后果将和 du 一样显示为失常的大小。
[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% /
如果不晓得文件系统中哪些已被删除，但却还被过程援用的文件，能够应用 lsof 来获取。通过它还能获取到文件的大小，看看到底是哪个文件在 ” 占着茅坑以及占了多少茅坑 ”。
例如，关掉 tail 过程前，应用 lsof 查看。能够看到 tail 过程占用了 /my.iso，且这个文件的大小为 1048576000 字节。
[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)
通过下面的剖析，想必对 du 和 df 的后果不会再有任何纳闷了吧。
作者：骏马金龙
起源：https://www.cnblogs.com/f-ck-…
