模拟说明du与df结果不一致的问题

原文：http://www.linuxfly.org/post/575/

常用Linux 等类Unix 平台的用户都可能会发现，du与df 的经过经常会不一致。其中，最常见的情况是，df 显示的已使用磁盘占用率比du 统计出来的结果要大很多。原因，主要是由于两者计算结果的方式不同。为了更清楚的说明问题，我下面做了一个简单的模拟实验。

实验情况

创建文件前的磁盘容量情况： 

df -h

文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda1              12G  5.7G  5.5G  51% /
tmpfs                 506M     0  506M   0% /dev/shm

创建文件： 

dd if=/dev/zero of=test.iso bs=1024k count=1000

1000+0 records in
1000+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 14.3055 seconds, 73.3 MB/s

现在的磁盘情况： 

df -h

文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda1              12G  6.7G  4.6G  60% /
tmpfs                 506M     0  506M   0% /dev/shm

模拟某个进程正在使用该文件： 

tail -f /tmp/test.iso

打开另一个终端，登陆到系统中。查看是否有进程正在使用上面创建的文件： 

lsof |grep test.iso
tail      2175      root    3r      REG        8,1 1048576000     752972 /tmp/test.iso

把该文件删掉，并确认： 

rm /tmp/test.iso
rm：是否删除 一般文件 “/tmp/test.iso”? y

ls /tmp/test.iso
ls: /tmp/test.iso: 没有那个文件或目录

查看是否还有进程在使用（注意结尾的标记）： 

lsof |grep test.iso
tail      2175      root    3r      REG        8,1 1048576000     752972 /tmp/test.iso (deleted)

查看磁盘使用情况： 

df -h
文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda1              12G  6.7G  4.6G  60% /
tmpfs                 506M     0  506M   0% /dev/shm
# cat /proc/diskstats |grep sda1
   8    1 sda1 54385 5184 1626626 130090 20434 635997 5251448 5345733 0 111685 5475829

可见，虽然从ls 已经无法找到该文件，但因为tail 进程仍在使用该文件，故实际上内核并没有把这文件所占用的空间释放出来（df 的结果）。

回到第一终端，用Ctrl+C 终止tail 进程，查看结果： 

# df -h

文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda1              12G  5.7G  5.5G  51% /
tmpfs                 506M     0  506M   0% /dev/shm

cat /proc/diskstats |grep sda1
   8    1 sda1 54473 5184 1627402 130617 20453 636042 5251960 5345756 0 112226 5476379

至此，文件所占用的空间已完全释放。

说明

从上面的实验，可得出一些情况：

  1. 若有进程在占用某个文件，而其他进程把这文件删掉，只会删除其在磁盘中的标记，而不会释放其占用的磁盘空间；直到所有访问该文件的进程退出为止；
  2. df 是从内核中获取磁盘占用情况数据的，而du是统计当前磁盘文件大小的结果，由于磁盘标记已被删掉，因此du 不会计算上述被删除文件的空间，导致df 与 du的结果不一致。

解决问题

通常的解决方法有两个：

  1. 把占用文件的相关进程关闭：这可通过下面的命令得到这些已被删除，但未释放空间的文件和进程信息，找到这些进程后，在安全的情况下把其关闭，空间自会马上释放。 
    lsof |grep deleted
  2. 以清空的方式替代删除

归根到底，产生问题的原因是，访问该文件的文件指针（句柄），在rm 动作后，因为进程仍在访问，因此，仍处在文件里面（中间或结尾处）。所以，如果用清空的方式，把文件指针重置，该文件所占用的空间也会马上释放出来。 

echo > /tmp/test.iso
df -h

文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda1              12G  5.7G  5.5G  51% /
tmpfs                 506M     0  506M   0% /dev/shm

tail -f /tmp/test.iso
tail: /tmp/test.iso: file truncated

所以，对于常发生类似问题的文件，如：日志记录文件等。以改名、清空、删除的顺序操作可避免问题。

补充

除rm外，有些不明显的操作，也会产生类似的问题。

例如 gzip 命令，其对某个文件xxx.log进行压缩时，会产生一个新的xxx.log.gz文件，完成后，会把原来的xxx.log删除。

这时，若仍有进程在使用xxx.log文件，那么，实际上，该文件还是只会标记为deleted，其空间也不会释放，问题与上面提到的情况是相同的。所以，在编写脚本时，可先判断是否仍有进程正在使用该文件，然后再进行gzip 操作。