作者：cyningsun
链接：https://juejin.im/post/6875110082724659213

背景

-bash-4.2$ df -ThFilesystem     Type      Size  Used Avail Use% Mounted on/dev/vda1      ext4       30G    30G 0       /devtmpfs       devtmpfs  489M       489M   % /devtmpfs          tmpfs     497M       497M   % /dev/shmtmpfs          tmpfs     497M   50M  447M  11% /runtmpfs          tmpfs     497M       497M   % /sys/fs/cgroup

2.执行 du 命令查看各个目录的磁盘占用情况，把各个目录文件的大小相加，发现并没有占满磁盘，有10多G空间莫名失踪。

-bash-4.2$ du -h --max-depth=1 /home16M /home/logs11G /home/serverdog11G /home

-bash-4.2# lsof | grep deletemysqld     2470         mysql    4u      REG              253,1           0     523577 /var/tmp/ibfTeQFn (deleted)mysqld     2470         mysql    5u      REG              253,1                523579 /var/tmp/ibaHcIdW (deleted)mysqld     2470         mysql    6u      REG              253,1                523581 /var/tmp/ibLjiALu (deleted)mysqld     2470         mysql    7u      REG              253,1                523585 /var/tmp/ibCFnzTB (deleted)mysqld     2470         mysql   11u      REG              253,1                523587 /var/tmp/ibCjuqva (deleted)

• 什么是虚拟文件系统（VFS：virtual filesystem）？

• 什么是通用文件模型？

• 超级块对象（superblock object）

• 索引节点对象（inode object）

• 文件对象（file object）

• 目录项对象（dentry object）

• 文件的概念

• 文件的表达

• 内存表达

• 磁盘表达

• 目录树的构建

• 软链接 vs 硬链接

• 文件 & 磁盘管理

• 索引节点状态

• 文件 & 进程管理

• 操作：

  打开&删除

虚拟文件系统（virtual filesystem）

通用文件模型

超级块对象（superblock object）

内存：文件系统安装时创建，存放文件系统的有关信息
磁盘：对应于存放在磁盘上的文件系统控制块（filesystem control block）

索引节点对象（inode object）

内存：访问时创建，存放关于具体文件的一般信息（inode 结构）
磁盘：对应于存放在磁盘上的文件控制块（file control block）
每个索引节点对象都有一个索引节点号，地标识文件系统的文件

文件对象（file object）

内存：打开文件时创建，存放 打开文件 与进程之间进行交互的有关信息（file 结构）
打开文件信息，仅当进程访问文件期间存在于内核内存中。

目录项对象（dentry object）

内存：目录项一旦被读入内存，VFS就会将其转换成dentry 结构的目录项对象
磁盘：特定文件系统以特定的方式存储在磁盘上
存放目录项（即，文件名称）与对应文件进行链接的有关信息

目录树

综合来说，Linux 的 根文件系统(system’s root filessystem) 是内核启动mount的个文件系统。内核代码映像文件保存在根文件系统中，而系统引导启动程序会在根文件系统挂载之后，从中把一些基本的初始化脚本和服务等加载到内存中去运行（文件系统和内核是完全独立的两个部分）。其他文件系统，则后续通过脚本或命令作为子文件系统安装在已安装文件系统的目录上，终形成整个目录树。

start_kernel 　　vfs_caches_init 　　　　mnt_init 　　　　　　init_rootfs     // 注册rootfs文件系统　　　　　　init_mount_tree // 挂载rootfs文件系统 　　… 　　rest_init 　　kernel_thread(kernel_init, NULL, CLONE_FS);

软链接 vs 硬链接

文件 & 进程管理

*  "in_use" - valid inode, i_count > , i_nlink > *  "dirty"  - as "in_use" but also dirty*  "unused" - valid inode, i_count = 

文件 & 磁盘管理

文件与磁盘管理联系紧密的操作，莫过于touch和rm操作，而尤以后者为关键。通过strace(或 dtruss)，查看 rm 的实际的系统调用

# dtruss rm tmp...geteuid(0x0, 0x0, 0x0)       = 0 0ioctl(0x0, 0x4004667A, 0x7FFEE06F09C4)       = 0 0lstat64("tmp\0", 0x7FFEE06F0968, 0x0)        =  access("tmp\0", 0x2, 0x0)        =  unlink("tmp\0", 0x0, 0x0)        =  

可以发现 rm 实际是通过 unlink 完成的。unlink代表删除目录项，以及减少其索引节点的计数。由通用文件模型可知，父目录本身同样是一个文件，也就意味着目录项是其文件数据的一部分。删除目录项等价于从父目录的文件中删除数据，也就意味着首先要打开父目录的文件。那么，删除操作即可理解为：

1. 删除命令（一个进程）使用 open 操作获得父目录文件对象

2. 通过 iget 增加 目录文件的索引节点对象计数

3. 读取目录文件数据

• 将目录文件数据转化为目录项对象

• 由于目录项包含文件的索引节点，类似的，需要通过 iget 增加文件的索引节点对象计数

• 判断i_count是否为零，如果为零，则释放内存

• 然后，判断i_nlink是否为零，如果为零，则释放磁盘空间

总结

回头来看遇到的问题，其实可以从两个角度来理解：

索引与数据

缓存策略

由于操作系统使用 Write back 的策略，意味着只有先释放内存，才有可能释放磁盘。

Why lsof ?