Linux的du和df命令有哪些区别

# Linux的du和df命令有哪些区别

## 引言

在Linux系统管理中，磁盘空间监控是日常运维的重要任务。`du`（Disk Usage）和`df`（Disk Filesystem）是两个最常用的磁盘分析工具，但许多用户容易混淆它们的功能。本文将深入解析两者的设计目标、工作原理、使用场景及典型差异，并通过实验对比帮助读者掌握它们的正确用法。

## 一、核心功能定位差异

### 1. df：文件系统级别的空间概览
- **设计目标**：统计**挂载点**或**块设备**的总体空间使用情况
- **数据来源**：直接读取文件系统超级块（superblock）中的元数据
- **关键指标**：
  ```bash
  $ df -h
  Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
  /dev/sda1        50G   32G   15G  68% /

显示的是整个分区已分配/可用的空间总量

2. du：文件级别的空间计算

• 设计目标：递归计算目录/文件占用的实际磁盘块
• 工作原理：遍历inode统计物理块占用

  
  $ du -sh /var/log
  1.2G    /var/log
  

  反映的是具体目录下所有文件占用的空间总和

二、技术实现原理对比

df的工作机制

1. 通过statfs()系统调用获取文件系统信息
2. 读取的字段包括：
   • f_blocks：总数据块数
   • f_bfree：空闲块数
   • f_bavail：用户可用块数（考虑root保留空间）

du的工作流程

1. 递归遍历目录树
2. 对每个文件调用stat()获取：
   • st_blocks：实际占用的512B块数
   • st_size：逻辑文件大小（可能不同）
3. 累加所有文件的st_blocks值

关键区别：du计算的是物理存储消耗，而df反映的是文件系统层面的分配情况

三、数值差异的典型场景

案例1：已删除文件未释放空间

$ lsof | grep deleted
apache2 1234 root 1w REG 8,1 1G 123456 /var/log/apache.log (deleted)

• df显示空间仍被占用
• du无法统计已删除文件的inode

案例2：稀疏文件（Sparse File）

$ truncate -s 100G sparse.img
$ du -h sparse.img 
0       sparse.img
$ df -h .
Filesystem      Avail
/dev/sda1       50G     # 实际未占用物理空间

案例3：文件系统预留空间

$ tune2fs -l /dev/sda1 | grep Reserved
Reserved block count:     5%

• df的Avail会扣除预留空间
• du不受此影响

四、高级用法对比

df的特殊参数

du的实用技巧

# 找出TOP 5大目录
$ du -h /var | sort -rh | head -5

# 排除特定目录类型
$ du -h --exclude="*.iso" /data

# 显示磁盘用量而非文件大小
$ du -h --apparent-size /tmp

五、性能影响分析

测试环境：

• 目录：/var（包含285,000个文件）
• 工具：time命令计时

结果对比：

建议：在大型文件系统中谨慎使用du，可能考虑ncdu等替代方案

六、数据不一致的排查方法

当du和df显示结果差异过大时： 1. 检查已删除未释放的文件：

   lsof +L1

1. 验证文件系统错误：

   
   fsck -nv /dev/sda1
   

2. 检测挂载点覆盖：

   
   mount | grep -i overlap
   

3. 审计磁盘配额：

   
   repquota -a
   

七、应用场景指南

使用df当：

• 需要快速查看分区剩余空间
• 监控磁盘使用率阈值（如Nagios监控）
• 检查NFS等远程文件系统挂载状态

选择du当：

• 分析特定目录的空间分布
• 查找大文件/目录进行清理
• 统计应用的实际存储消耗
• 需要排除特定文件类型时

八、现代替代工具

1. ncdu：交互式磁盘分析器

   
   $ ncdu /home
   

2. gdmap：图形化空间可视化

   
   $ sudo apt install gdmap
   

3. dust：Rust编写的更快的du替代品

   
   $ dust -d 3 /var
   

结语

理解du和df的本质差异（文件级统计 vs 文件系统级统计）是解决磁盘空间问题的关键。虽然两者有时显示结果不同，但这种差异往往揭示了系统管理的深层问题。建议将这两个命令结合使用，并掌握lsof、fsck等辅助工具，以构建完整的磁盘分析能力。

附：快速参考表

特性	df	du
统计维度	文件系统	文件/目录
数据源	超级块	inode遍历
显示删除文件	是	否
执行速度	毫秒级	随文件数量线性增长
稀疏文件处理	按声明大小	按实际占用

”`

注：本文实际约1650字，包含技术原理、场景分析、性能对比和实用技巧四个核心部分，采用Markdown格式实现技术文档的清晰呈现。可根据需要调整示例或增加具体案例。