用受限 inode 的临时 tmpfs 复现“有空间却创建不了文件”，练习区分 inode 与容量问题

演练目标

• 在隔离的 tmpfs 里限制 inode 数量，稳定复现 No space left on device。
• 练习用 df -i、du --inodes 和文件计数判断 inode 耗尽，而不是磁盘容量耗尽。
• 掌握删除小文件、调整 inode 上限和回滚环境的流程。

环境准备

Linux 虚拟机或一次性特权容器，具备 root 和 mount。实验只挂载到 /tmp/lab-inode，不触碰宿主机已有文件系统。

sudo -i
mkdir -p /tmp/lab-inode
mount -t tmpfs -o size=64m,nr_inodes=256 tmpfs /tmp/lab-inode
findmnt -T /tmp/lab-inode
df -h /tmp/lab-inode
df -i /tmp/lab-inode

nr_inodes=256 是本次实验的关键参数。确认 df -i 的 Inodes 总数约为 256 后再继续。tmpfs 的 inode 限制只影响这个挂载点，删除挂载点后自动消失。

注入故障

创建大量空文件，直到 inode 用尽：

for i in $(seq 1 300); do
  : > "/tmp/lab-inode/file-$i" || { echo "failed at file-$i"; break; }
done

循环应在前 260 个文件左右报 No space left on device 并退出。此时每个文件几乎不占数据块，但都消耗一个 inode。

观察现象

df -h /tmp/lab-inode
df -i /tmp/lab-inode
find /tmp/lab-inode -maxdepth 1 -type f | wc -l
du --inodes -x --max-depth=1 /tmp/lab-inode | sort -n
touch /tmp/lab-inode/after-full

预期 df -h 仍显示大量可用空间，df -i 的 IUse% 为 100%，文件计数接近 inode 总数，新建文件继续报 No space left on device。

判断与定位

1. 创建文件或写日志报 ENOSPC 时，同时看 df -h 和 df -i，不要只看容量。
2. df -h 有余量、df -i 满，就是 inode 耗尽；两者都满才是容量耗尽。
3. 用 du --inodes 找出小文件最多的目录，常见于缓存、session、队列和构建产物。
4. 容易误判：df -h 有空间会让人怀疑应用权限或磁盘故障，实际是文件系统元数据耗尽。另一个误判是只删除大文件，但大文件释放的是数据块，不是被小文件占满的 inode。
5. 目录本身也消耗 inode；海量空目录同样可能耗尽 inode。

修复

先确认这些文件可删除，再按范围清理：

find /tmp/lab-inode -maxdepth 1 -type f -name 'file-*' -delete
df -i /tmp/lab-inode
touch /tmp/lab-inode/after-full
ls -l /tmp/lab-inode/after-full

touch 成功即表示 inode 已释放。生产环境应优先处理产生海量小文件的程序，例如关闭按请求切分日志、调整缓存淘汰策略、把队列消息落到对象存储，而不是长期靠人工删除。

清理与回滚

umount /tmp/lab-inode
rmdir /tmp/lab-inode

如果 umount 报忙，先用 lsof +f -- /tmp/lab-inode 查找占用进程。tmpfs 卸载后内容全部消失，不会影响其他挂载点。

复盘

• inode 和容量是两套独立资源，排障时必须同时检查。
• 删除大文件不一定能解决 inode 问题，删除大量小文件也不一定能解决容量问题。
• ext4 的 inode 数量通常在 mkfs 时固定，后期不能在线增加；容量规划时要估算小文件数量，或改用 XFS 等更适合大量文件的方案。

延伸阅读

• inode 耗尽
• 磁盘空间耗尽
• df、du、find
• 磁盘 IO 高

读完自测

1. df -h 有空间但创建文件报 ENOSPC，首先应该看哪个指标？
2. 为什么删除几个大文件可能无法恢复文件创建？
3. 生产环境如何降低 inode 再次耗尽的风险？