大家都知道在Linux中可以使用

tail -f 文件名

实时追踪文件的更新（不了解如何使用tail实时追踪文件更新的小伙伴可以参考我的另一篇博客，点我点我！）。

但是在使用vim+tail -f的时候发现使用vim修改文件之后并不能通过tail -f命令实时追踪到文件的更新（比如日志文件）。

通过查看资料发现这个失效的原因正是和我们今天讲的inode息息相关，（具体原因也可以参考我上边提到的博客），所以去研究了下什么是Linux系统中的inode。

书归正传。。。

操作系统的文件数据除了实际内容之外，通常含有非常多的属性，例如Linux操作系统的文件权限与文件属性。文件系统通常会将这两部分内容分别存放在inode和block中。

inode 和 block 概述

文件是存储在硬盘上的，硬盘的最小存储单位叫做扇区sector，每个扇区存储512字节。操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个块block。这种由多个扇区组成的块，是文件存取的最小单位。块的大小，最常见的是4KB，即连续八个sector组成一个block。

文件数据存储在块（block）中，那么还必须找到一个地方存储文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种存储文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为索引节点，也叫i节点。因此，一个文件必须占用一个inode，但至少占用一个block。

• 元信息 → inode
• 数据 → block

inode内容

inode包含很多的文件元信息，但不包含文件名，例如：字节数、属主UserID、属组GroupID、读写执行权限、时间戳等。

而文件名存放在目录当中，但Linux系统内部不使用文件名，而是使用inode号码识别文件，对于系统来说文件名只是inode号码便于识别的别称。

如何查看一个文件的inode信息呢？可以使用stat命令查看inode信息。
首先创建一个测试文件

touch test.txt

使用stat+文件名查看文件的inode信息

stat test.txt

使用stat命令查看得到的inode信息如下：

其中包括inode编号、该文件占用的block的数量、以及三个时间等等。

该命令观察到的文件的三个时间介绍：

• access：access time是最后一次访问文件或目录的时间。
• modify：modify time是最后一次修改文件或目录（内容）的时间。
• change：change time是最后一次改变文件或目录（属性）的时间，例如执行chmod，chown等命令。

我们也可以使用ls -i命令查看文件的inode信息，如下：

同样能查到inode信息，不过只能查到inode编号。

补充：

可以使用file命令查看文件的类型：

file text.txt

之前test.txt是新创建的，其中没有任何内容，测试如下：
使用vim向其中添加数据之后：

inode作用机理

表面上，用户通过文件名打开文件，实际上，系统内部将这个过程分为三步：

1. 系统找到这个文件名对应的inode号码；
2. 通过inode号码，获取inode信息；
3. 根据inode信息，找到文件数据所在的block，并读出数据。

其实系统还要根据inode信息，看用户是否具有访问的权限，有就指向对应的数据block，没有就返回权限拒绝。

inode 大小

inode也会消耗硬盘空间，所以格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。

• 一个是数据区，存放文件数据；
• 另一个是inode区，存放inode所包含的信息。

每个inode的大小，一般是128字节或256字节。通常情况下不需要关注单个inode的大小，而是需要重点关注inode总数，inode总数在格式化的时候就确定了。

如何查看硬盘分区的inode总数和已使用情况？

df -i

使用df -i可以查看硬盘分区的inode总数和使用情况，示例如下：

特有现象

由于inode号码与文件名分离，导致一些Unix/Linux系统具备以下几种特有的现象。

1. 文件名包含特殊字符，可能无法正常删除。这时直接删除inode，能够起到删除文件的作用；

   find ./* -inum 节点号 -delete
   

2. 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码；
3. 打开一个文件以后，系统就以inode号码来识别这个文件，不再考虑文件名。

这种情况使得软件更新变得简单，可以在不关闭软件的情况下进行更新，不需要重启。因为系统通过inode号码，识别运行中的文件，不通过文件名。更新的时候，新版文件以同样的文件名，生成一个新的inode，不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候，文件名就自动指向新版文件，旧版文件的inode则被回收。

inode 耗尽故障

由于硬盘分区的inode总数在格式化后就已经固定，而每个文件必须有一个inode，因此就有可能发生inode节点用光，但硬盘空间还剩不少，却无法创建新文件。同时这也是一种攻击的方式，所以一些公用的文件系统就要做磁盘限额，以防止影响到系统的正常运行。

至于修复，很简单，只要找出哪些大量占用inode节点的文件删除就可以了。

demo:

1. 先准备一个比较小的硬盘分区/dev/sdb1，并格式化挂载，这里挂载到了/data目录下。

[root@localhost ~]# df -hT /data/
Filesystem     Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1      xfs    29M  1.8M   27M   6% /data

2. 先测试可以正常创建文件。

[root@localhost ~]# touch /data/test{1..5}.txt
[root@localhost ~]# ls /data/
test1.txt  test2.txt  test3.txt  test4.txt  test5.txt

3. 查看i节点的使用情况。

[root@localhost ~]# df -i /data/
Filesystem     Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sdb1       16384     8 16376    1% /data

4. 编写一个测试程序，创建大量空文件，用于耗尽此分区中的inode节点数。

[root@localhost ~]# vim killinode.sh
#!/bin/bash
i=1
while [ $i -le 16376 ]
do
touch /data/file$i
let i++
done

5. 运行测试程序，结束后查看i节点占用情况，磁盘分区空间使用情况。

[root@localhost ~]# sh killinode.sh
[root@localhost ~]# df -i /data/
Filesystem     Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sdb1       16384 16384     0  100% /data
[root@localhost ~]# df -hT /data/
Filesystem     Type  Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1      xfs    29M   11M   19M  36% /data

6. 虽然还有很多剩余空间，但是indoe节点耗尽了，也无法创建创建新文件，这就是inode节点耗尽故障。

[root@localhost ~]# touch /data/newfile.txt
touch: cannot touch ‘/data/newfile.txt’: No space left on device