引言
- 如何记忆这两个命令
- df 和du 的工作原理
  - du的工作原理
  - df的工作原理
- du和df不一致情况模拟
- 工作中需要注意的地方
- 总结

引言

在Linux下查看磁盘空间使用情况，最常使用的就是du和df了。然而两者还是有很大区别的，有时候其输出结果甚至非常悬殊。

如何记忆这两个命令

du - Disk Usage
df - Disk Free

df 和du 的工作原理

du的工作原理

du命令会对待统计文件逐个调用fstat这个系统调用，获取文件大小。它的数据是基于文件获取的，所以有很大的灵活性，不一定非要针对一个分区，可以跨越多个分区操作。如果针对的目录中文件很多，du速度就会很慢了。

df的工作原理

df命令使用的事statfs这个系统调用，直接读取分区的超级块信息获取分区使用情况。它的数据是基于分区元数据的，所以只能针对整个分区。由于df直接读取超级块，所以运行速度不受文件多少影响。

du和df不一致情况模拟

常见的df和du不一致情况就是文件删除的问题。当一个文件被删除后，在文件系统目录中已经不可见了，所以du就不会再统计它了。然而如果此时还有运行的进程持有这个已经被删除了的文件的句柄，那么这个文件就不会真正在磁盘中被删除，分区超级块中的信息也就不会更改。这样df仍旧会统计这个被删除了的文件。

当前分区sda1的使用情况

[root@centos192 testdu]# df -h /dev/sda1
文件系统容量已用可用已用%% 挂载点
/dev/sda1 49G 776M 45G 2% /var
新建一个1GB的大文件

[root@centos192 var]# dd if=/dev/zero of=myfile.iso bs=1024k count=1000
记录了1000+0 的读入
记录了1000+0 的写出
1048576000字节(1.0 GB)已复制，24.0954 秒，43.5 MB/秒
此时的分区sda1使用情况
- df结果：
  
  [root@centos192 var]# df -h /dev/sda1
  文件系统容量已用可用已用%% 挂载点
  /dev/sda1 49G 1.8G 44G 4% /var
- du结果：
  
  [root@centos192 var]# du -sh /var/
  1.6G /var/
- 此时两者结果基本相同。
模拟一个进程打开这个大文件，然后删除这个大文件

[root@centos192 var]# tail -f myfile.iso &
[1] 23277
[root@centos192 var]# rm -f myfile.iso
首先确认有进程持有myfile.iso句柄

[root@centos192 var]# lsof | grep myfile.iso
tail 23955 root 3r REG 8,1 1048576000 7999 /var/myfile.iso (deleted)
此时，再对比du和df的结果
- du结果：
  
  [root@centos192 var]# du -sh /var/
  596M /var/
- df结果：
  
  [root@centos192 var]# df -h /dev/sda1
  文件系统容量已用可用已用%% 挂载点
  /dev/sda1 49G 1.8G 44G 4% /var
- 可以看出，df结果没有变化，而du则不再统计被删除了的文件myfile.iso。
停止模拟进程，首先确认没有进程持有myfile.iso句柄

[root@centos192 var]# lsof | grep myfile.iso
[root@centos192 var]#
再对比du和df结果
- du结果：
  
  [root@centos192 var]# du -sh /var/
  596M /var/
- df结果：
  
  [root@centos192 var]# df -h /dev/sda1
  文件系统容量已用可用已用%% 挂载点
  /dev/sda1 49G 776M 45G 2% /var
- 此时，myfile.iso已经没有进程占有它了，也就从磁盘上删除了，分区的超级块信息已经更改，df也就显示正常了。

工作中需要注意的地方

当出现du和df差距很大的情况时，考虑是否是有删除文件未完成造成的，方法是lsof命令，然后停止相关进程即可。
可以使用清空文件的方式来代替删除文件，方式是:echo > myfile.iso。
对于经常发生删除问题的日志文件，以改名、清空、删除的顺序操作。
除了rm外，有些命令会间接的删除文件，如gzip命令完成后会删除原来的文件，为了避免删除问题，压缩前先确认没有进程打开该文件。

总结

du和df命令都被用于获得文件系统大小的信息：df用于报告文件系统的总块数及剩余块数，du -s /<filesystem>用于报告文件系统使用的块数。但是，我们可以发现从df命令算出的文件系统使用块数的值与通过du命令得出的值是不一致的。如下例：

du -s /tmp返回如下值：

12920 /tmp
而df /tmp返回如下值：

Filesystem 512-blocks Free %Used Iused %Iused Mounted on
/dev/hd3 57344 42208 26% 391 4% /tmp
从上面的值我们可以算出 “used block count” = “total from df” - “Free from df” = 57344 - 42208 = 15136，而15136大于12920。该值差异的存在是由于du与df命令实施上的不同:
- du -s命令通过将指定文件系统中所有的目录、符号链接和文件使用的块数累加得到该文件系统使用的总块数；而df命令通过查看文件系统磁盘块分配图得出总块数与剩余块数。文件系统分配其中的一些磁盘块用来记录它自身的一些数据，如i节点，磁盘分布图，间接块，超级块等。这些数据对大多数用户级的程序来说是不可见的，通常称为Meta Data。
- du命令是用户级的程序，它不考虑Meta Data，而df命令则查看文件系统的磁盘分配图并考虑Meta Data。df命令获得真正的文件系统数据，而du命令只查看文件系统的部分情况。
- 例如，一个frag=4096 并且 nbpi=4096的空的大小为4MB的日志文件系统中Meta Data 的分配情况如下：
  1 4k block for the LVM
  2 4k super blocks
  2 4k blocks for disk maps
  2 4k blocks for inode maps
  2 4k blocks for .indirect
  32 4k blocks for inodes
  ————————-
  41 4k blocks for meta data on an empty 4MB file system
- 对于AIX 4.X 版本：
  执行 du /foo返回的结果如下：
  8 /foo/lost+found
  16 /foo
  要使du命令输出的结果与df 命令输出的结果匹配，我们必须要加上Meta Data。首先，将41个4k 的块转换为以512字节为单位的值：
  41 * 8 = 328
  328(meta data) + 16(from du) = 344
  所以有344个以512字节为单位的块分配给了这个空的文件系统。
- 而使用 df /foo命令我们可以得到下面的结果：
  Filesystem 512-blocks Free %Used Iused %Iused Mounted on
  /dev/lv01 8192 7848 5% 16 2% /foo
- 从中我们可以得到该文件系统使用的块数：8192(total blocks) - 7848(free blocks) = 344。该值与上面得出的值一致。
- 上面的换算方法对于空的文件系统很容易实现，但是对于非空的文件系统，由于Meta Data中文件间接块的大小不定，因此较难实现。所以我们不需要查看du 与 df返回的值的匹配关系，而只需要了解du -s命令返回的值反映了分配给文件及目录的磁盘块数，而df命令则反映了文件系统的实际分配情况。df命令反映的实际情况包含了用户数据（文件及目录）和Meta Data。

另一个表现出du与df命令不同之处的例子如下：
如果用户删除了一个正在运行的应用所打开的某个目录下的文件，则du命令返回的值显示出减去了该文件后的目录的大小。但df命令并不显示减去该文件后的大小。直到该运行的应用关闭了这个打开的文件，df返回的值才显示出减去了该文件后的文件系统的使用情况。

文章出处：http://www.cnblogs.com/heyonggang/p/3644736.html

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