新建一個空文件佔用多少磁盤空間？

今天咱們來思考一個簡單的問題。在Linux下你用touch命令新建一個空文件：

touch empty_file.txt

操做完成後，是否要消耗掉咱們的一些磁盤空間？須要的話，大概能消耗多少？嗯，是的，這個問題簡單的超乎你的想象，可是不知道你否能給你本身一個滿意的答案。

我前面的幾篇文章都是介紹的磁盤物理層面的構成，但這對於理解文件相關的問題幫助可能還不夠。從今天開始讓咱們從物理層往上走，到Linux文件系統原理裏去尋找答案。

1實踐出真知

我以爲可能先丟開內核原理，直接動手操做來實驗更有意思一些。你必定知道ls這個命令你能夠查看文件大小，那麼讓咱們就用它來看一下。

# touch abcdefghigklmn.txt  
# ls -l  
total 0  
-rw-r--r-- 1 root root 0 Aug 17 17:49 empty.file

額，ls命令告訴我這個空文件佔用的是0。文件的大小確實是0，由於咱們尚未爲該文件寫入任何內容。可是咱們如今要思考的是，一個空文件是否佔用磁盤空間。因此直覺告訴咱們這絕對不可能，磁盤上多出來一個文件，怎麼可能一點空間開銷都沒有！

爲了解開這個謎底，還須要藉助df命令。輸入df –i

# df -i
Filesystem            Inodes   IUsed   IFree IUse% Mounted on
......
/dev/sdb1            2147361984 12785019 2134576965    1% /search

這個輸出幫咱們展現了咱們文件系統中inode的使用狀況。注意IUsed是12785019。咱們繼續新建一個空文件：

# touch empty_file2.txt
df -i
Filesystem            Inodes   IUsed   IFree IUse% Mounted on
......
/dev/sdb1            2147361984 12785020 2134576964    1% /search

這下注意IUsed變成了12785020。

哈哈，咱們的一個結論就出來了。新建一個空文件會佔用一個Inode。

2細說Inode

那麼inode裏都存了哪些和文件相關的信息呢？咱們再稍微看一下內核的源代碼。你們能夠下載一份linux的源代碼。以ext2文件系統爲例，在我下載的linux-2.6裏的文件fs/ext2/ext2.h中，能夠找到內核對於inode結構體的定義。該結構體較爲複雜，主要存儲除了文件內容之外的一些其餘數據，咱們選一些比較關鍵的截取出來：

struct ext2_inode {
        __le16  i_mode;         # 文件權限
        __le16  i_uid;          # 文件全部者ID
        __le32  i_size;         # 文件字節數大小
        __le32  i_atime;        # 文件上次被訪問的時間
        __le32  i_ctime;        # 文件建立時間
        __le32  i_mtime;        # 文件被修改的時間
        __le32  i_dtime;        # 文件被刪除的時間
        __le16  i_gid;          # 文件所屬組ID
        __le16  i_links_count;  # 此文件的inode被鏈接的次數
        __le32  i_blocks;       # 文件的block數量
        ......
        __le32  i_block[EXT2_N_BLOCKS]; # 指向存儲文件數據的塊的數組
        ......

能夠看到和文件相關的所屬用戶、訪問時間等都是存在inode中的。另外在include/linux/fs.h中，還有個VFS層面的inode的定義，這裏咱就不發散了。使用stat命令就能夠直接看到文件inode中數據。

# stat test
  File: `test'
  Size: 0               Blocks: 0          IO Block: 1024   regular empty file
Device: 801h/2049d      Inode: 26          Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-03-01 12:14:31.000000000 +0800
Modify: 2020-03-01 12:14:31.000000000 +0800
Change: 2020-03-01 12:14:31.000000000 +0800

每一個inode究竟是多大呢？dumpe2fs能夠告訴你（XFS的話使用xfs_info)。

# dumpe2fs -h /dev/mapper/vgroot-lvroot
dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
......
Inode size:               256

Inode size表示每一個Inode的大小。個人這臺機器上，每一個inode都是256字節。兩個inode的大小正好對齊到磁盤扇區的512字節。

3文件名存到哪裏了

Inode結構體都看完了，搞了半天不知道有沒有發現一個問題，inode裏並無存儲文件名！！那麼，文件名到底跑哪兒去了？

在fs/ext2/ext2.h中，我找到了以下文件夾相關的結構體

struct ext2_dir_entry {
         __le32  inode;                  /* Inode number */
         __le16  rec_len;                /* Directory entry length */
         __le16  name_len;               /* Name length */
         char    name[];                 /* File name, up to EXT2_NAME_LEN */
};

這個結構體就是咱們司空見慣的文件夾所使用的數據結構。沒錯，文件名是存在其所屬的文件夾中的，就是其中的char name[]字段。和文件名一塊兒，文件夾裏還記錄了該文件的inode號等信息。

4結論

• 1. 新建一個空文件須要消耗掉一個inode，用來保存用戶、建立時間等元數據。
  

• 2. 新建一個空文件還須要消耗掉其所在目錄的block中必定的空間，這些空間用來保存文件名，inode號等信息。

因此，看起來新建一個空文件而已，只要你想挖，真的能挖出不少知識的。最後分享一個咱們團隊裏同窗遇到的一個故障。咱們的一臺離線任務機直接歇菜了，重啓後排查緣由是inode被消耗光了。再追查發現一個進程建立了太多的空日誌文件。雖然文件都是空文件，可是inode卻被浪費光了。後來讓負責的同窗修改了建立日誌文件的邏輯，刪掉了多出來的空文件，該機器恢復正常。