du命令_Linux du命令:查看文件夹和文件的磁盘占用情况

du 命令,全称是 disk usage,用来展示磁盘使用量的统计信息。

du 和 df 算是一对同门师兄弟,du 侧重在文件夹和文件的磁盘占用方面,而 df 则侧重在文件系统级别的磁盘占用方面。这两个命令都非常的基础,也是每位 Linux 工程师都应该掌握的命令。

du 的最常用用法

最常用的用法,当然就是查看当前所在文件夹的总磁盘占用量了。
#列出当前目录下的文件和子文件夹
[roc@roclinux ruanjian]$ ls -F
curl-7.34.0.tar.gz  soft/  wordpress-4.4.1.tar.gz
 
#计算当前文件夹的总磁盘占用量, -s选项表示计算总和, -h选项表示以恰当的K/M/G单位展示
[roc@roclinux ruanjian]$ du -sh .
51M

这里有一个比较有意思的事情,在 Linux 命令中,-h选项常常代表“展示帮助信息”,即 --help 的缩写形式。但是,du 命令却不走寻常路,它的-h选项是 --human-readable 的缩写形式,表示以人类可读的形式展示磁盘使用量的单位名称(K/M/G)。

说说 -s 选项和 -c 选项的作用

-s选项,是 --summarize 的缩写形式,其作用是对 du 的每一个给定参数计算其磁盘使用量,我们来看例子。
#当前文件夹下有2个tar.gz文件和1个soft文件夹
[roc@roclinux ruanjian]$ ls -F
curl-7.34.0.tar.gz  soft/  wordpress-4.4.1.tar.gz
 
#通配形式的参数首先被Shell解析, 然后-s选项发挥作用, 展示每一个参数对应的磁盘空间使用量
[roc@roclinux ruanjian]$ du -sh *
3.4M    curl-7.34.0.tar.gz
41M     soft
6.8M    wordpress-4.4.1.tar.gz

-c选项,是 --total 的缩写形式,它表示的是针对输出的各个对象来计算其磁盘使用量的总和。比如,我们想计算当前文件夹下所有后缀是 tar.gz 的文件的磁盘使用量总和,那么命令是这样的:
[roc@roclinux ruanjian]$ du -ch *.tar.gz
3.4M    curl-7.34.0.tar.gz
6.8M    wordpress-4.4.1.tar.gz
11M     总用量
可以看到,最后一行展示出的 11M,便是-c选项起到的求和作用。

当然,-c选项也可以计算文件和文件夹的混合求和:
[roc@roclinux ruanjian]$ du -ch curl-7.34.0.tar.gz soft
3.4M    curl-7.34.0.tar.gz
41M     soft
45M     总用量

在运维中,我们通常需要计算某一段时间范围内的日志文件的磁盘使用量,那么-c选项就可以很好地满足需求了。

用 --max-depth 选项控制深度

文件夹是可以嵌套的,有的时候,我们只想展示第一级或第二级子文件夹的信息,而不希望 du 统计的层次太深,那么我们可以用 --max-depth 选项来进行控制。

我们绘制了一个示意图,movies 文件中存储了中美两国 2016 年和 2017 年的一些电影大片,而且是按照类型来分的,包括探险片、爱情片、动作片。从图 1 中可以看出,movies 文件夹中共有 3 级子文件夹。


图1

从图 1 中,我们可以很清晰地看到,当 --max-depth 是 0、1、2 时,du 分别对应哪一目录层级。

我们通过下面的例子,来实际看一下 --max-depth 的效果。
#我们模拟了和图8完全一致的目录结构
[roc@roclinux movies]$ tree
.
|-- China
|   |-- 2016
|   |   |-- Action
|   |   |   `-- yip_man.avi
|   |   |-- Adventure
|   |   |   `-- hero.avi
|   |   `-- Romance
|   |       `-- rose.avi
|   `-- 2017
|       |-- Action
|       |   `-- drunken_master.avi
|       |-- Adventure
|       |   `-- treatment.avi
|       `-- Romance
|           `-- banquet.avi
`-- USA
    |-- 2016
    |   |-- Action
    |   |   `-- gian.avi
    |   |-- Adventure
    |   |   `-- patton.avi
    |   `-- Romance
    |       `-- god_father.avi
    `-- 2017
        |-- Action
        |   `-- african_queen.avi
        |-- Adventure
        |   `-- star_wars.avi
        `-- Romance
            `-- citizen_kane.avi
 
 
#当--max-depth设定为0时, 只显示当前文件夹总大小
#可见, --max-depth=0的作用, 相当于-s
[roc@roclinux movies]$ du --max-depth=0 -h .
5.2G
 
#当--max-depth设定为1时, 则增加显示了第一级的文件夹大小
[roc@roclinux movies]$ du --max-depth=1 -h .
2.7G     ./China
2.5G     ./USA
5.2G     .
 
#当--max-depth设定为2时, 则会继续增加显示下一级子文件夹
[roc@roclinux movies]$ du --max-depth=2 -h .
1.4G     ./China/2017
1.3G     ./China/2016
2.7G     ./China
1.2G     ./USA/2017
1.3G     ./USA/2016
2.5G     ./USA
5.2G     .
以此类推,大家应该能够理解 --max-depth 的作用了吧。

-a 选项让 du 更博爱

默认情况下,du 命令只会关心文件夹,输出的都是文件夹的空间使用量,而不会关注单个文件。

如果想让 du 也关心单个的文件,有两种方法:
  1. 通过参数形式直接指定
  2. 通过-a选项让 du 输出包括文件夹和文件在内的完整统计信息

#如果不指定-a选项
[roc@roclinux ruanjian]$ du -h .
41M     ./soft
51M     .
 
#指定了-a选项之后, du则会刨根问底儿地把所有文件夹和文件都展示出来
[roc@roclinux ruanjian]$ du -ah .
6.8M    ./wordpress-4.4.1.tar.gz
3.4M    ./curl-7.34.0.tar.gz
980K    ./soft/redis-2.6.16.tar.gz
40M     ./soft/go1.1.2.Linux-amd64.tar.gz
41M     ./soft
51M     .
-a选项的威力还是很大的,即便是隐藏文件也会被囊括进来的,这时,有些用户的问题就随之而来了……

我想排除隐藏文件和隐藏文件夹,该怎么做

我猜就会有同学问这个问题的,所以,早就准备好了解决方案,是通过 du 的另一个重要参数 --exclude 来实现的。
#我们随意模拟了几个隐藏的文件和文件夹
[roc@roclinux ruanjian]$ du -ah .
6.8M    ./wordpress-4.4.1.tar.gz
3.4M    ./curl-7.34.0.tar.gz
980K    ./soft/redis-2.6.16.tar.gz
40M     ./soft/go1.1.2.Linux-amd64.tar.gz
120K    ./soft/.abc
0       ./.bbc/ddd
0       ./.bbc/.ccc
51M     .
 
#用--exclude的一个很简单的正则匹配, 就可以完美解决问题啦
[roc@roclinux ruanjian]$ du -ah --exclude="*/.*" .
6.8M    ./wordpress-4.4.1.tar.gz
3.4M    ./curl-7.34.0.tar.gz
980K    ./soft/redis-2.6.16.tar.gz
40M     ./soft/go1.1.2.Linux-amd64.tar.gz
41M     ./soft
51M     .

当然,学会了 --exclude 选项后,你完全可以根据自己的需求去过滤掉其他文件和文件夹了。

什么文件占满了我的磁盘

磁盘被占满,是 Linux 工程师经常遇到的问题,如果能够熟练使用 du 和 sort 形成组合拳,那么找到元凶并非难事。
#只想看当前文件夹下第一级的大小排序
[roc@roclinux ruanjian]$ du -sh *|sort -nr
41M     soft
6.8M    wordpress-4.4.1.tar.gz
3.4M    curl-7.34.0.tar.gz
 
#想看当前文件夹和其子文件夹下的大排序
[roc@roclinux ruanjian]$ du -ah .|sort -hr
51M     .
41M     ./soft
40M     ./soft/go1.1.2.Linux-amd64.tar.gz
6.8M    ./wordpress-4.4.1.tar.gz
3.4M    ./curl-7.34.0.tar.gz
980K    ./soft/redis-2.6.16.tar.gz

这里补充一个 sort 的知识点,那就是-h选项和-n选项的区别:
  • -n选项,按数值进行比较,只会傻傻地比较数字,它会认为 98 K大于 2G。
  • -h选项,会更加聪明,先优先比较单位(G>M>K),然后再对数值进行比较。

单位名称那些事

du 命令的单位名称有必要单独拿出来说说,这里面还是有不少坑的。

首先,要明确的是,du 的默认单位是 KB,也就是 1024bytes。我们来看一个例子。
#这里的单位就是KB, 按1KB=1024bytes计算, 是3530752bytes
[roc@roclinux ruanjian]$ du curl-7.34.0.tar.gz
3448    curl-7.34.0.tar.gz
 
#而这里可以很清楚地看到是MB
[roc@roclinux ruanjian]$ du -h curl-7.34.0.tar.gz
3.4M    curl-7.34.0.tar.gz

但 du 的单位,其实并没有这么简单,有不少只幕后黑手都可能会控制它,我们来一一曝光它们:
  1. 如果你通过 --block-size 选项设置了块大小,那么,这就会成为你 du 输出信息的单位。
  2. 假如上一条没满足,且你设置了环境变量 DU_BLOCK_SIZE,则这会成为你 du 输出信息的单位。
  3. 假如上两条都没满足,且你设置了环境变量 BLOCK_SIZE,则这会成为你 du 输出信息的单位。
  4. 假如前三条都没满足,且你设置了环境变量 BLOCKSIZE,则这会成为你 du 输出信息的单位。
  5. 假如前四条都没满足,且你开启了环境变量 POSIXLY_CORRECT,则 du 输出信息的单位会是 512 bytes。
  6. 假如前面的五条都没满足,那么 du 的输出信息的单位就是 1024 bytes,也就是 KB。

为什么 du 和 ls 输出的值不同

如果我告诉你说 du 和 ls 针对同一个文件,展示的大小是不一样的,你会不会很惊讶呢?

下面我们就用一个活生生的例子,先把这个“奇观”给大家展示出来。
#有一个文件, 里面只输入了a、b两个英文字母
[roc@roclinux ruanjian]$ cat myword
ab
 
#用下面的方法, 我们可以把文件中的控制字符也展示出来, 发现除了a、b外还包括了一个结尾符
[roc@roclinux ruanjian]$ sed -n l myword
ab$
 
#用ls来查看大小, 发现展示的是3字节
[roc@roclinux ruanjian]$ ls -l myword
-rw-rw-r-- 1 roc roc 3 2月  18 15:53 myword
 
#用du来查看大小, 竟然展示的是4KB字节
[roc@roclinux ruanjian]$ du myword
4       myword

du 命令的作者也太粗心了吧,竟然连字母个数都数不清么?冤枉啊!其实,du 和 ls 在展示文件大小时,是存在着本质区别的:
  • du 展示的是磁盘空间占用量。
  • ls 展示的是文件内容的大小。

可能这两句话还不足以让你理解两者的区别,我们举一个形象的例子。中秋节时,中国人走亲访友时都会购买月饼礼盒,月饼的体积可以认为是文件内容大小,而加上包装礼盒的总体积可以认为是磁盘空间使用量。

那么,在 Linux 的世界里,每个文件也要有包装么?要想解答这个问题,我们就要简单介绍下 Linux 文件系统的原理了。文件系统进驻磁盘之初,就会将磁盘按照固定数据块(block)大小进行分隔切块,通常情况下每一个固定数据块大小会被设定为 4096bytes,也就是 4KB。

与此同时,大部分文件系统规定:
  1. 一个数据块中最多存放一个文件的内容,当没存满时,剩余的空间不得被其他文件使用。
  2. 当一个文件的内容较大时,则可以存储到多个数据块中。

讲到这里,相信你应该有所领悟了,正是因为这样的管理规则,使得 du 和 ls 在大小展示上出现了差异。

我们再回过头来看一下刚才那个例子:
#有一个文件, 里面只输入了a、b两个英文字母
[roc@roclinux ruanjian]$ cat myword
ab
 
#用这个方法, 我们可以把文件里的控制字符也展示出来, 发现除了a、b外还包括了一个结尾符。
[roc@roclinux ruanjian]$ sed -n l myword
ab$
 
#用ls来查看大小, 发现展示的是3字节
[roc@roclinux ruanjian]$ ls -l myword
-rw-rw-r-- 1 roc roc 3 2月  18 15:53 myword
 
#用du来查看大小, 发现竟然展示的是4KB
[roc@roclinux ruanjian]$ du myword
4       myword

文件 myword 中只有三个字符,两个可见字符(ab)和一个控制字符($),因此,这个文件的内容大小就是 3bytes,但是限于 Linux 文件系统的限制,它需要占用一个数据块来存储这个文件,因此这个文件实际占用的磁盘空间就是 4KB 了。

这种情况使得 du 往往会比 ls 展示的文件大小要大一些。但是,还存在一种情况,那就是 du 展示的数值比 ls 展示的数值要小,这种现象,你知道原因么?

Linux 世界中也存在黑洞

说“黑洞”有些危言耸听,叫“空洞”或许更恰当些。“空洞”可以让一个文件的内容看起来很大,但其实磁盘占用却很小。这个表达,如果转换成 ls 和 du 命令的话,就是:“空洞”可以让一个文件的 ls 输出值很大,但 du 的输出值很小。

这是怎么做到的呢?让我们来亲手造一个“空洞”,一起见证奇迹(会用到 dd 命令):
#这是我们原有的那个文件
[roc@roclinux ruanjian]$ cat myword
ab
[roc@roclinux ruanjian]$ ls -l myword
-rw-rw-r-- 1 roc roc 3 2月  18 15:53 myword
 
#在myword文件中, 用dd神器来创造一个大小为1G的空洞
[roc@roclinux ruanjian]$ dd if=/dev/zero of=myword oflag=append bs=1M seek=1024 count=0
记录了0+0 的读入
记录了0+0 的写出
0字节(0 B)已复制, 1.44e-05 秒, 0.0 kB/秒
 
#我们看看myword文件内部发生了什么, 看到\000了么, 这就是空洞!
[roc@roclinux ruanjian]$ sed -n l myword
ab$
\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\
\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\
\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\
\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\
\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\
\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\000\
(此处省略数百行)
 
#用ls查看, myword已经变成1GB啦, 好大!
[roc@roclinux ruanjian]$ ls -hl myword
-rw-rw-r-- 1 roc roc 1.0G 2月  18 16:41 myword
 
#用du查看, myword现回原形, 还是那么小, 只增加了一个字节而已
[roc@roclinux ruanjian]$ du myword
4       myword

我们为大家展示了“du 的值远小于 ls 值的情况”,因为一个文件中的空洞,并不实际占用磁盘空间,但是这个空洞本身会被认为是文件内容的一部分,所以 ls 的值才会显示得那么大,而 du 的值还是会保持原大小。

多说一句,一个存在空洞的文件,官方术语叫作“稀疏文件”,英文叫作“sparse file”,它本质上是由文件偏移来控制的,如果对这个奇观感兴趣,可以去深入研究《UNIX 环境高级编程》,里面有更深入的描述和解释。

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