不晓得你有没有遇到过当一个文件夹下文件特地多，在上面执行ls命令的时候要等好长时间能力展示进去的问题？如果有，你有想过这是为什么吗，咱们该如何解决?
要想深刻了解这个的问题产生的起因，咱们就须要从文件夹占用的磁盘空间开始探讨了。

inode耗费验证

在《新建一个空文件占用多少磁盘空间？》中我提到了每一个文件会耗费其所在文件夹中的一点空间。文件夹呢，其实也一样会耗费inode的。 咱们先看一下以后inode的占用状况

# df -i  Filesystem            Inodes   IUsed   IFree IUse% Mounted on....../dev/sdb1            2147361984 12785020 2134576964    1% /search

再创立一个空文件夹

# mkdir temp# df -iFilesystem            Inodes   IUsed   IFree IUse% Mounted on....../dev/sdb1            2147361984 12785021 2134576963    1% /search

通过IUsed能够看到，和空文件一样，空的文件夹也会消耗掉一个inode。不过这个很小，我的机器上才是256字节而已，该当不是造成ls命令卡主的首恶。

block耗费验证

文件夹的名字存在哪儿了呢？嗯，和《新建一个空文件占用多少磁盘空间？》里的文件相似，会耗费一个ext4_dir_entry_2 （明天用ext4举例，它在linux源码的fs/ext4/ex4.h文件里定义）,放到其父目录的block里了。依据这个，置信你也很快能想到，如果它本人节点下创立一堆文件的话，就会占用它本人的block。咱们来入手验证一下：

# mkdir test# cd test  # du -h4.0K    .

这里的4KB就示意消耗掉了一个block。 空文件不耗费block，空目录为啥一开始就耗费block了呢，那是因为其必须默认带两个目录项"."和".."。另外这个4K在你的机器上不肯定是这么大，它其实是一个block size，在你格式化的时候决定的。

咱们再新建两个空的文件，再查看一下：

# touch aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaab# touch aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa# du -h4.0K    .

貌似，没有什么变动。这是因为

  • 第一、新的空文件不占用block，所以这里显示的依然是目录占用的block。
  • 第二、之前文件夹创立时候调配的4KB外面闲暇空间还有，够放的下这两个文件项

那么我再多创立一些试试，动用脚本创立100个文件名长度为32Byte的空文件。

#!/bin/bashfor((i=1;i<=100;i++));do        file="tempDir/"$(echo $i|awk '{printf("%032d",$0)}')        echo $file        touch $filedone
# du -h12K    .

哈哈，这时咱们发现目录占用的磁盘空间变大了，成了3个Block了。当咱们创立到10000个文件的时候，

# du -h548K     .

在每一个ext4_dir_entry_2里都除了文件名以外，还记录着inode号等信息，具体定义如下：

struct ext4_dir_entry_2 {        __le32  inode;                  /* Inode number */        __le16  rec_len;                /* Directory entry length */        __u8    name_len;               /* Name length */        __u8    file_type;        char    name[EXT4_NAME_LEN];    /* File name */};

咱们计算一下，均匀每个文件占用的空间=548K/10000=54字节。也就是说，比咱们的文件名32字节大一点点，根本对上了。 这里咱们也领会到一个事实，文件名越长，在其父目录中耗费的空间也会越大。

本文论断

一个文件夹当然也是要耗费磁盘空间的。

  • 首先要消耗掉一个inode，我的机器上它是256字节
  • 须要耗费其父目录下的一个目录项ext4_dir_entry_2，保留本人inode号，目录名。
  • 其上面如果创立文件夹或者文件的话，它就须要在本人的block里ext4_dir_entry_2数组

目录下的文件/子目录越多，目录就须要申请越多的block。另外ext4_dir_entry_2大小不是固定的，文件名/子目录名越长，单个目录项耗费的空间也就越大。

对于开篇的问题，我想你当初应该明确为什么了,问题出在文件夹的block身上。
这就是当你的文件夹上面文件特地多，尤其是文件名也比拟长的时候，它会消耗掉十分多的block。当你遍历文件夹的时候，如果Page Cache中没有命中你要拜访的block，就会穿透到磁盘上进行理论的IO。在你的角度来看，就是你执行完ls后，卡住了。

那么你必定会问，我的确要保留许许多多的文件，我该怎么办? 其实也很简略，多创立一些文件夹就好了，一个目录下别存太多，就不会有这个问题了。工程实际中，个别的做法就是通过一级甚至是二级hash把文件散列到多个目录中，把单目录文件数量管制在十万或万以下。

ext的bug

貌似明天的实际应该完结了，当初让咱们把刚刚创立的文件全副删掉，再看一下。

# rm -f *# du -h72K     .

等等，什么状况？文件夹下的文件都曾经删了，该文件夹为什么还占用72K的磁盘空间？
这个纳闷也随同了我很长时间，起初才算是解惑。问题关键在于ext4_dir_entry_2中的rec_len。这个变量存储了以后整个ext4_dir_entry_2对象的长度，这样操作系统在遍历文件夹的时候，就能够通过以后的指针，加上这个长度就能够找到文件夹中下一个文件的dir_entry了。这样的劣势是遍历起来十分不便，有点像是一个链表，一个一个穿起来的。
然而，如果要删除一个文件的话，就有点小麻烦了，以后文件构造体变量不能间接删，否则链表就断了。
Linux的做法是在删除文件的时候，在其目录中只是把inode设置为0就拉倒，并没有回收整个ext4_dir_entry_2对象。其实和大家做工程的时候常常用到的假删除是一个情理。当初的xfs文件系统如同曾经没有这个小问题了，但具体咋解决的，临时没有深入研究，如果你有答案，欢送留言！

开发内功修炼之硬盘篇专辑：

  • 1.磁盘开篇：扒开机械硬盘坚挺的外衣！
  • 2.磁盘分区也是隐含了技术技巧的
  • 3.咱们怎么解决机械硬盘既慢又容易坏的问题？
  • 4.拆解固态硬盘构造
  • 5.新建一个空文件占用多少磁盘空间？
  • 6.只有1个字节的文件理论占用多少磁盘空间
  • 7.文件过多时ls命令为什么会卡住？
  • 8.了解格式化原理
  • 9.read文件一个字节理论会产生多大的磁盘IO？
  • 10.write文件一个字节后何时发动写磁盘IO？
  • 11.机械硬盘随机IO慢的超乎你的设想
  • 12.搭载固态硬盘的服务器到底比搭机械硬盘快多少？

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