文件过多时ls命令为什么会卡住？

张彦飞

北京搜狗网络技术有限公司专家开发工程师

不知道你有没有遇到过当一个文件夹下文件特别多，在下面执行 ls 命令的时候要等好长时间才能展现出来的问题？如果有，你有想过这是为什么吗，我们该如何解决? 要想深入理解这个的问题产生的原因，我们就需要从文件夹占用的磁盘空间开始讨论了。

inode消耗验证

在《新建一个空文件占用多少磁盘空间？》中我提到了每一个文件会消耗其所在文件夹中的一点空间。文件夹呢，其实也一样会消耗inode的。我们先看一下当前inode的占用情况

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

再创建一个空文件夹

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

通过IUsed可以看到， 和空文件一样，空的文件夹也会消耗掉一个inode 。不过这个很小，我的机器上才是256字节而已，应当不是造成 ls 命令卡主的元凶。

block消耗验证

文件夹的名字存在哪儿了呢？嗯，和《新建一个空文件占用多少磁盘空间？》里的文件类似，会消耗一个 ext4_dir_entry_2 （今天用ext4举例，它在linux源码的fs/ext4/ex4.h文件里定义）,放到其父目录的block里了。根据这个，相信你也很快能想到，如果它自己节点下创建一堆文件的话，就会占用它自己的block。我们来动手验证一下：

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

这里的4KB就表示消耗掉了一个block。空文件不消耗block，空目录为啥一开始就消耗block了呢，那是因为其必须默认带两个目录项"."和".."。另外这个4K在你的机器上不一定是这么大，它其实是一个block size，在你格式化的时候决定的。

我们再新建两个空的文件，再查看一下：

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

貌似，没有什么变化。这是因为

第一、新的空文件不占用block，所以这里显示的仍然是目录占用的block。
第二、之前文件夹创建时候分配的4KB里面空闲空间还有，够放的下这两个文件项

那么我再多创建一些试试，动用脚本创建100个文件名长度为32Byte的空文件。

#!/bin/bash
for((i=1;i<=100;i++));
file="tempDir/"$(echo $i|awk '{printf("%032d",$0)}')
        echo $file
        touch $file
# du -h
12K    .

哈哈，这时我们发现目录占用的磁盘空间变大了，成了3个Block了。当我们创建到10000个文件的时候，

# du -h
548K     .

在每一个 ext4_dir_entry_2 里都除了文件名以外，还记录着inode号等信息，详细定义如下：

struct ext4_dir_entry_2 {
        __le32  inode;                  /* Inode number */
        __le16  rec_len;                /* Directory entry length */