rm删除文件空间就释放了吗？天真！

2023-02-27

文件 boot root

rm删除文件空间就释放了吗?太天真了!删除一个文件在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。不信吗?来看下面的例子。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：复制$ df -h /

rm删除文件空间就释放了吗?太天真了!

删除一个文件

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。

不信吗?来看下面的例子。

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 
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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 
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其中dd命令可以参考《dd命令实用详解》，而关于/dev/urandom，在《Linux特殊设备文件你知道吗》中已经有介绍。

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 
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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; 
} 
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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 
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打开另外一个窗口，删掉test.txt：

$ rm /boot/test.txt 
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再看一下boot空间：

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