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面试官:rm 删除文件空间就释放了吗?

面试官:rm 删除文件空间就释放了吗?

作者: Java_老男孩 | 来源:发表于2020-07-22 17:02 被阅读0次

    在 Linux,你是不是曾经天真的以为,使用rm删除一个文件,占用的空间就释放了?事情可能不是常常如人意。

    产生一个指定大小的随机内容文件

    我们先看一下当前各个挂载目录的空间大小:

    $ df -h  
    /dev/sda11      454M  280M  147M  66% /boot  
    

    我这里挑选了其中一个结果展示(你可以选择任一挂载目录),接下来准备在/boot下生成一个文件。

    首先我们产生一个50M大小的文件:

    $ dd if=/dev/urandom of=/boot/test.txt bs=50M count=1  
    

    至此,我们产生了一个50M大小的文件,再看boot下:

    $ df -h  
    /dev/sda11      454M  312M  115M  74% /boot  
    

    这里你不用关心到底多了多少,你只需要关注,/boot下的文件增多了。

    测试程序:

    #include<stdio.h>  
    #include<unistd.h>  
    int main(void)  
    {  
        FILE *fp = NULL;  
        fp = fopen("/boot/test.txt", "rw+");  
        if(NULL == fp)  
        {  
           perror("open file failed");  
           return -1;  
        }  
        while(1)  
        {  
           //do nothing  
           sleep(1);  
        }  
        fclose(fp);  
        return 0;  
    }  
    

    至于程序本身,也没干啥实际的事情,就是打开一个文件,然后一直循环。编译并运行:

    $ gcc -o openFile openFile.c  
    $ ./openFile  
    

    打开另外一个窗口,删掉test.txt:

    $ rm /boot/test.txt  
    

    再看一下boot空间:

    $ df -h  
    dev/sda11      454M  312M  115M  74% /boot  
    

    咦?空间大小怎么一点都没变!!明明使用rm把它删除了啊?

    我们把openFile程序停掉,再看看:

    $$ df -h  
    /dev/sda11      454M  280M  147M  66% /boot  
    

    乖乖,空间马上就释放掉了,也就是按照预期,我们的文件被删除了。

    一个文件什么情况下才会被删除?

    实际上,只有当一个文件的引用计数为0(包括硬链接数)的时候,才可能调用unlink删除,只要它不是0,那么就不会被删除。所谓的删除,也不过是文件名到 inode 的链接删除,只要不被重新写入新的数据,磁盘上的block数据块不会被删除,因此,你会看到,即便删库跑路了,某些数据还是可以恢复的。

    换句话说,当一个程序打开一个文件的时候(获取到文件描述符),它的引用计数会被+1,rm虽然看似删除了文件,实际上只是会将引用计数减1,但由于引用计数不为0,因此文件不会被删除。

    struct inode {  
    struct hlist_node   i_hash; /* hash链表的指针 */  
    struct list_head    i_list; /* backing dev IO list */  
    struct list_head    i_sb_list; /* 超级块的inode链表 */  
    struct list_head    i_dentry; /* 引用inode的目录项对象链表头 */  
    unsigned long    i_ino; /* 索引节点号 */  
    atomic_t         i_count; /* 引用计数 */  
    unsigned int     i_nlink; /* 硬链接数目 */  
    

    关于里面的细节,还有很多内容(如硬链接数量也会影响文件是否被删除),这里不一一展开。

    如何释放已经被删除文件占用的空间?

    关于释放,前面已经说了,重启打开该文件的进程即可。但是有没有方法找到哪些文件被删除了,但还是被某些进程打开了呢?

    自然是有方法的:

    $ lsof |grep deleted  
    

    其中被标记为deleted的文件,就是这样的一些文件。

    其实在前面的例子中,我们也可以很容易观察到(openFile程序运行,test.txt文件被删除):

    $ ls -al /proc/`pidof openFile`/fd  
    total 0  
    lrwx------ 1 root root 64 5月   4 09:27 0 -> /dev/pts/25  
    lrwx------ 1 root root 64 5月   4 09:27 1 -> /dev/pts/25  
    lrwx------ 1 root root 64 5月   4 09:27 2 -> /dev/pts/25  
    lrwx------ 1 root root 64 5月   4 09:27 3 -> /boot/test.txt (deleted)
    

    看见没有,test.txt后面还有deleted字样。

    既然我们都说了,这样的情况下文件是没有被删除的,那么还能不能恢复呢?实际上还是可以读取的。

    总结

    实际上对于这种文件被删除了,常常出现于程序的日志文件中,可能你有一个定时任务去清理程序产生的日志文件,但是如果程序本身忘记关闭句柄,就会导致磁盘空间得不到释放,最终就是你认为文件都被删除了,但是磁盘却依然被占着。

    所以,养成好习惯,打开文件后,不用时,记得关闭文件描述符。

    如果发现明明已经删除了大量文件,但是空间却并没有恢复正常,那么不妨看看是不是还有程序打开了这些文件。

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