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关于linux:只有1个字节的文件实际占用多少磁盘空间

jiezi

在前文《新建一个空文件是否占用磁盘空间？占用多少》中咱们理解到了一个空文件的磁盘开销。
明天咱们再思考另外一个问题，如果咱们给文件里只写入 1 个字节，那么这个文件理论的磁盘占用也是 1 个字节吗？

查看 1 个字节的文件

和前文一样，先不谈原理，间接入手操作。

# mkdir tempDir
# cd tempDir
# du -h
0    .
# touch test
# du -h
0    .

在一个目录中创立了一个空的文件当前，通过 du 命令看到的该文件夹的占用空间并没有发生变化。这倒是合乎咱们之前的意识，因为空文件只占用 inode。好，那让咱们批改文件，增加一个字母

echo "a" > test
# du -h
4.0K    .

保留后再次查看该目录的空间占用。咱们发现由原来的 0 减少到了 4K。
所以说，文件里的内容不管多小，哪怕是一个字节，其实操作系统也会给你调配 4K 的。哦，当然了还得再算前文中说到的 inode 和文件夹数据结构中存储的文件名等所用的空间。
所以，不要在你的零碎里保护一大堆的碎文件。文件再小，占用磁盘其实一点都不少！

留神我的试验环境是在 ext 文件系统下进行的。如果是 xfs 可能体现会有些许出入。

持续探讨这个 4K

再把 linux 源代码文件 fs/ext2/ext2.h 里对于 inode 的定义翻出来，咱们找到构造体中定义的指向数据节点用的 block 数组：

struct ext2_inode {
        ......
        __le32  i_block[EXT2_N_BLOCKS]; # 指向存储文件数据的块的数组
        ......

当文件没有数据须要存储的时候，这个数组都是空值。而当咱们写入了 1 个字节当前，文件系统就须要申请 block 去存储了，申请完后，指针放在这个数组里。哪怕文件内容只有一个字节，依然会调配一个整的 Block，因为这是文件系统的最小工作单位。那么这个 block 大小是多大呢，ext 下能够通过 dumpe2fs 查看。

#dumpe2fs -h /dev/mapper/vgroot-lvroot
......
Block size:               4096

在我的机器上，一个 Block 是 4KB。

文件内容再大了怎么办

不晓得你注意没，inode 中定义的 block 数组大小呢，只有 EXT2_N_BLOCKS 个。咱们再查看一下这个常量的定义，发现它是 15，相干内核中定义如下：

#define EXT2_NDIR_BLOCKS                12
#define EXT2_IND_BLOCK                  EXT2_NDIR_BLOCKS
#define EXT2_DIND_BLOCK                 (EXT2_IND_BLOCK + 1)
#define EXT2_TIND_BLOCK                 (EXT2_DIND_BLOCK + 1)
#define EXT2_N_BLOCKS                   (EXT2_TIND_BLOCK + 1)

就按 4K 的 block size 来看，15 个 block 只够存的下 15\*4=60K 的文件。这个文件大小置信你肯定不称心，你存一个 avi 大片都得上 G 了。那 Linux 是怎么实现大文件存储的呢？嗯，其实下面宏的定义过程曾经通知你了，就是只有 12 个数组间接存 block 指针，其余的用来做间接索引（EXT2_IND_BLOCK），二级间接索引（EXT2_DIND_BLOCK）和三级索引（EXT2_TIND_BLOCK）。

这样，一个文件能够应用的空间就指数倍的扩大了。文件小的时候，都用间接索引，磁盘 IO 少，性能好。文件大的时候，拜访一个 block 可能得先进行三次的 IO，性能略慢，不过有 OS 层面的页缓存、目录项缓存的加持，也还好。

论断

文件系统是依照块来治理的，所以不论你的文件多小，哪怕只有一个字节，都会消耗掉整整一个块。这个块大小能够通过 dumpe2fs 等命令来查看。如果想扭转这个块大小怎么办? 对不起，只能从新格式化。

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  • 3. 咱们怎么解决机械硬盘既慢又容易坏的问题？
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