面试官：rm 删除文件空间就释放了吗？

小鲁班终端研发部 2022-08-26

来源：https://zhuanlan.zhihu.com/p/146110419

前言

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。

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

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

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

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;
}

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

打开另外一个窗口，删掉test.txt：

$ rm /boot/test.txt

再看一下boot空间：

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

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

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 */

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

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)

看见没有，test.txt后面还有deleted字样。

既然我们都说了，这样的情况下文件是没有被删除的，那么还能不能恢复呢？实际上还是可以读取的。