不知道你有沒有遇到過當一個檔案夾下檔案特別多，在下面執行ls命令的時候要等好長時間才能展現出來的問題？如果有，你有想過這是為什么嗎，我們該如何解決?
要想深入理解這個的問題產生的原因，我們就需要從檔案夾占用的磁盤空間開始討論了，

inode消耗驗證

在《新建一個空檔案占用多少磁盤空間？》中我提到了每一個檔案會消耗其所在檔案夾中的一點空間，檔案夾呢，其實也一樣會消耗inode的，我們先看一下當前inode的占用情況

# df -i  
Filesystem            Inodes   IUsed   IFree IUse% Mounted on
......
/dev/sdb1            2147361984 12785020 2134576964    1% /search

再創建一個空檔案夾

# mkdir temp
# df -i
Filesystem            Inodes   IUsed   IFree IUse% Mounted on
......
/dev/sdb1            2147361984 12785021 2134576963    1% /search

通過IUsed可以看到，和空檔案一樣，空的檔案夾也會消耗掉一個inode，不過這個很小，我的機器上才是256位元組而已，應當不是造成ls命令卡主的元兇，

block消耗驗證

檔案夾的名字存在哪兒了呢？嗯，和《新建一個空檔案占用多少磁盤空間？》里的檔案類似，會消耗一個ext4_dir_entry_2 （今天用ext4舉例，它在linux原始碼的fs/ext4/ex4.h檔案里定義）,放到其父目錄的block里了，根據這個，相信你也很快能想到，如果它自己節點下創建一堆檔案的話，就會占用它自己的block，我們來動手驗證一下：

# mkdir test
# cd test  
# du -h
4.0K    .

這里的4KB就表示消耗掉了一個block，空檔案不消耗block，空目錄為啥一開始就消耗block了呢，那是因為其必須默認帶兩個目錄項"."和".."，另外這個4K在你的機器上不一定是這么大，它其實是一個block size，在你格式化的時候決定的，

我們再新建兩個空的檔案，再查看一下：

# touch aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaab
# touch aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa
# du -h
4.0K    .

貌似，沒有什么變化，這是因為

第一、新的空檔案不占用block，所以這里顯示的仍然是目錄占用的block，
第二、之前檔案夾創建時候分配的4KB里面空閑空間還有，夠放的下這兩個檔案項

那么我再多創建一些試試，動用腳本創建100個檔案名長度為32Byte的空檔案，

#!/bin/bash
for((i=1;i<=100;i++));
do
        file="tempDir/"$(echo $i|awk '{printf("%032d",$0)}')
        echo $file
        touch $file
done

# du -h
12K    .

哈哈，這時我們發現目錄占用的磁盤空間變大了，成了3個Block了，當我們創建到10000個檔案的時候，

# du -h
548K     .

在每一個ext4_dir_entry_2里都除了檔案名以外，還記錄著inode號等資訊，詳細定義如下：

struct ext4_dir_entry_2 {
        __le32  inode;                  /* Inode number */
        __le16  rec_len;                /* Directory entry length */
        __u8    name_len;               /* Name length */
        __u8    file_type;
        char    name[EXT4_NAME_LEN];    /* File name */
};

我們計算一下，平均每個檔案占用的空間=548K/10000=54位元組，也就是說，比我們的檔案名32位元組大一點點，基本對上了，這里我們也領會到一個事實，檔案名越長，在其父目錄中消耗的空間也會越大，

本文結論

一個檔案夾當然也是要消耗磁盤空間的，

首先要消耗掉一個inode，我的機器上它是256位元組
需要消耗其父目錄下的一個目錄項ext4_dir_entry_2，保存自己inode號，目錄名，
其下面如果創建檔案夾或者檔案的話，它就需要在自己的block里ext4_dir_entry_2陣列

目錄下的檔案/子目錄越多，目錄就需要申請越多的block，另外ext4_dir_entry_2大小不是固定的，檔案名/子目錄名越長，單個目錄項消耗的空間也就越大，

對于開篇的問題，我想你現在應該明白為什么了,問題出在檔案夾的block身上，
這就是當你的檔案夾下面檔案特別多，尤其是檔案名也比較長的時候，它會消耗掉非常多的block，當你遍歷檔案夾的時候，如果Page Cache中沒有命中你要訪問的block，就會穿透到磁盤上進行實際的IO，在你的角度來看，就是你執行完ls后，卡住了，

那么你肯定會問，我確實要保存許許多多的檔案，我該怎么辦? 其實也很簡單，多創建一些檔案夾就好了，一個目錄下別存太多，就不會有這個問題了，工程實踐中，一般的做法就是通過一級甚至是二級hash把檔案散列到多個目錄中，把單目錄檔案數量控制在十萬或萬以下，

ext的bug

貌似今天的實踐應該結束了，現在讓我們把剛剛創建的檔案全部刪掉，再看一下，

# rm -f *
# du -h
72K     .

等等，什么情況？檔案夾下的檔案都已經刪了，該檔案夾為什么還占用72K的磁盤空間？
這個疑惑也伴隨了我很長時間，后來才算是解惑，問題關鍵在于ext4_dir_entry_2中的rec_len，這個變數存盤了當前整個ext4_dir_entry_2物件的長度，這樣作業系統在遍歷檔案夾的時候，就可以通過當前的指標，加上這個長度就可以找到檔案夾中下一個檔案的dir_entry了，這樣的優勢是遍歷起來非常方便，有點像是一個鏈表，一個一個穿起來的，
但是，如果要洗掉一個檔案的話，就有點小麻煩了，當前檔案結構體變數不能直接刪，否則鏈表就斷了，
Linux的做法是在洗掉檔案的時候，在其目錄中只是把inode設定為0就拉倒，并沒有回收整個ext4_dir_entry_2物件，其實和大家做工程的時候經常用到的假洗掉是一個道理，現在的xfs檔案系統好像已經沒有這個小問題了，但具體咋解決的，暫時沒有深入研究，如果你有答案，歡迎留言！

file

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1.磁盤開篇：扒開機械硬碟堅硬的外衣！
2.磁盤磁區也是隱含了技術技巧的
3.我們怎么解決機械硬碟既慢又容易壞的問題？
4.拆解固態硬碟結構
5.新建一個空檔案占用多少磁盤空間？
6.只有1個位元組的檔案實際占用多少磁盤空間
7.檔案過多時ls命令為什么會卡住？
8.理解格式化原理
9.read檔案一個位元組實際會發生多大的磁盤IO？
10.write檔案一個位元組后何時發起寫磁盤IO？
11.機械硬碟隨機IO慢的超乎你的想象
12.搭載固態硬碟的服務器究竟比搭機械硬碟快多少？

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本文結論

ext的bug