新建一个空文件占用多少磁盘空间？

今天咱们来思考一个简单的问题。在Linux下你用touch命令新建一个空文件：

touch empty_file.txt

操做完成后，是否要消耗掉咱们的一些磁盘空间？须要的话，大概能消耗多少？嗯，是的，这个问题简单的超乎你的想象，可是不知道你否能给你本身一个满意的答案。

我前面的几篇文章都是介绍的磁盘物理层面的构成，但这对于理解文件相关的问题帮助可能还不够。从今天开始让咱们从物理层往上走，到Linux文件系统原理里去寻找答案。

1实践出真知

我以为可能先丢开内核原理，直接动手操做来实验更有意思一些。你必定知道ls这个命令你能够查看文件大小，那么让咱们就用它来看一下。

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

额，ls命令告诉我这个空文件占用的是0。文件的大小确实是0，由于咱们尚未为该文件写入任何内容。可是咱们如今要思考的是，一个空文件是否占用磁盘空间。因此直觉告诉咱们这绝对不可能，磁盘上多出来一个文件，怎么可能一点空间开销都没有！

为了解开这个谜底，还须要借助df命令。输入df –i

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

这个输出帮咱们展现了咱们文件系统中inode的使用状况。注意IUsed是12785019。咱们继续新建一个空文件：

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

这下注意IUsed变成了12785020。

哈哈，咱们的一个结论就出来了。新建一个空文件会占用一个Inode。

2细说Inode

那么inode里都存了哪些和文件相关的信息呢？咱们再稍微看一下内核的源代码。你们能够下载一份linux的源代码。以ext2文件系统为例，在我下载的linux-2.6里的文件fs/ext2/ext2.h中，能够找到内核对于inode结构体的定义。该结构体较为复杂，主要存储除了文件内容之外的一些其余数据，咱们选一些比较关键的截取出来：

struct ext2_inode {
        __le16  i_mode;         # 文件权限
        __le16  i_uid;          # 文件全部者ID
        __le32  i_size;         # 文件字节数大小
        __le32  i_atime;        # 文件上次被访问的时间
        __le32  i_ctime;        # 文件建立时间
        __le32  i_mtime;        # 文件被修改的时间
        __le32  i_dtime;        # 文件被删除的时间
        __le16  i_gid;          # 文件所属组ID
        __le16  i_links_count;  # 此文件的inode被链接的次数
        __le32  i_blocks;       # 文件的block数量
        ......
        __le32  i_block[EXT2_N_BLOCKS]; # 指向存储文件数据的块的数组
        ......

能够看到和文件相关的所属用户、访问时间等都是存在inode中的。另外在include/linux/fs.h中，还有个VFS层面的inode的定义，这里咱就不发散了。使用stat命令就能够直接看到文件inode中数据。

# 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

每一个inode究竟是多大呢？dumpe2fs能够告诉你（XFS的话使用xfs_info)。

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

Inode size表示每一个Inode的大小。个人这台机器上，每一个inode都是256字节。两个inode的大小正好对齐到磁盘扇区的512字节。

3文件名存到哪里了

Inode结构体都看完了，搞了半天不知道有没有发现一个问题，inode里并无存储文件名！！那么，文件名到底跑哪儿去了？

在fs/ext2/ext2.h中，我找到了以下文件夹相关的结构体

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 */
};

这个结构体就是咱们司空见惯的文件夹所使用的数据结构。没错，文件名是存在其所属的文件夹中的，就是其中的char name[]字段。和文件名一块儿，文件夹里还记录了该文件的inode号等信息。

4结论

• 1. 新建一个空文件须要消耗掉一个inode，用来保存用户、建立时间等元数据。
  

• 2. 新建一个空文件还须要消耗掉其所在目录的block中必定的空间，这些空间用来保存文件名，inode号等信息。

因此，看起来新建一个空文件而已，只要你想挖，真的能挖出不少知识的。最后分享一个咱们团队里同窗遇到的一个故障。咱们的一台离线任务机直接歇菜了，重启后排查缘由是inode被消耗光了。再追查发现一个进程建立了太多的空日志文件。虽然文件都是空文件，可是inode却被浪费光了。后来让负责的同窗修改了建立日志文件的逻辑，删掉了多出来的空文件，该机器恢复正常。