df 與 du：磁碟空間的監控與分析
在 Linux 系統管理與開發的日常工作中，磁碟空間不足是最常見的災難之一。當應用程式突然無法寫入資料、日誌檔爆增導致服務中斷，或是備份任務失敗時，第一時間往往需要快速診斷磁碟使用狀況。這時，df 與 du 這兩個指令就成了我們手中的利劍。雖然它們都與磁碟空間有關，但側重點截然不同：df 關注的是「檔案系統層級」的整體狀態，而 du 則深入「目錄層級」的檔案佔用細節。本文將深入解析這兩者的用法、差異與實際應用場景。
df：檢視檔案系統整體健康狀態
df (disk free) 指令的主要功能是報告檔案系統的磁碟空間使用情況。它讓我們能快速了解分區（Partition）或磁碟分割的總容量、已用空間、可用空間以及掛載點。
基本用法與單位優化
預設情況下，df 顯示的單位通常是 1K 區塊，對於現代大容量的硬碟來說，數字過於龐大且不易閱讀。因此，強烈建議搭配 -h (human-readable) 選項，讓輸出結果以 KB、MB、GB 等易讀單位呈現。
df -h輸出範例：
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
udev 3.9G 0 3.9G 0% /dev
tmpfs 795M 1.1M 794M 1% /run
/dev/sda1 100G 25G 71G 26% /
tmpfs 3.9G 0 3.9G 0% /dev/shm從上述輸出中，我們特別需要關注 Use%（使用率）欄位。當某個分區的使用率超過 80% 或 90% 時，系統效能可能會下降，甚至導致服務崩潰。
僅查看特定檔案系統
如果伺服器掛載了多個網路磁碟（如 NFS 或 CIFS），我們可能只想查看特定類型的檔案系統。使用 -T 選項可以顯示檔案系統類型，搭配 grep 即可過濾。
df -Th | grep -E 'ext4|xfs|nfs'追蹤刪除後未釋放空間的陷阱
這是一個經典的 Linux 問題：為什麼 df 顯示磁碟已滿，但 du 顯示檔案佔用空間卻遠小於已用空間？這通常是因為檔案被刪除後，仍有程式（如資料庫或日誌服務）持有該檔案的檔案描述符（File Descriptor），導致空間無法釋放。
使用 df 配合 grep 查看掛載點，並結合 lsof 指令來檢查：
# 找出使用率高於 80% 的分區
df -h | awk '{print $5, $6}' | grep -E '[0-9]+%' | sort -rn | head
# 假設發現 /var/log 使用率高，檢查是否有已刪除但未關閉的檔案
sudo lsof +L1 | grep /var/logdu：深入目錄層級的空間分析
當 df 告訴我們某個分區（例如 /）快滿時，du (disk usage) 就是我們的下一站。du 會遞迴計算指定目錄及其子目錄中所有檔案的大小總和，幫助我們找出「誰」佔用了磁碟空間。
基礎掃描與排序
最實用的技巧是結合 --max-depth 限制搜尋深度，並使用 sort 將結果由大到小排序，快速定位佔用空間最大的目錄。
# 進入根目錄，查看各頂級目錄的使用情況，限制深度為 1
sudo du -h --max-depth=1 / | sort -rh | head -n 10輸出範例：
45G /var
12G /usr
5.2G /home
...這裡的 -h 讓人類易讀，--max-depth=1 避免一次性掃描整個檔案系統導致輸出過長，sort -rh 則是以人類可讀的大小進行反向排序（由大到小）。
處理符號連結與特殊檔案
預設情況下，du 會追蹤符號連結（Symlink）指向的實際檔案內容，這有時會導致重複計算。若只想計算目錄本身的佔用，可使用 -s (summary) 選項。此外，對於硬連結（Hard Link），du 會根據 inode 計算，確保不會重複計算同一個實體區塊。
# 僅顯示指定目錄的總和，不顯示子目錄細節
du -sh /var/log常見問題與注意事項
1. 為什麼 df 和 du 顯示的空間不一致？
這是一個新手常遇到的困惑。主要原因有二：
- 系統保留空間：Linux 檔案系統（如 ext4）預設會保留 5% 的空間給 root 使用者，以防止普通使用者填滿磁碟導致系統無法運作。
df顯示的是「可用空間」，減去了這部分；而du計算的是「實際檔案佔用空間」，不包含這部分保留區。 - 已刪除但未關閉的檔案：如前所述，若檔案被刪除但仍有程式持有該檔案描述符，
du不會計算該檔案（因為路徑已不存在），但df仍會認為空間被佔用。
2. 掃描大量檔案時效能低落怎麼辦？
當使用 du 掃描包含數百萬個小檔案的目錄（如 /var/cache 或原始碼目錄）時，指令可能會卡住很久。建議使用 --exclude 選項排除不需要的目錄，或改用 ncdu（NCurses Disk Usage）工具，它提供互動式介面，能即時顯示進度且效能更佳。
# 安裝 ncdu (Ubuntu/Debian)
sudo apt install ncdu
# 互動式掃描
ncdu /var小結
df 與 du 是 Linux 系統監控的黃金組合。df 讓我們從宏觀角度掌握檔案系統的健康狀況與掛載狀態，而 du 則提供微觀視角，精準定位空間佔用的來源。掌握這兩者的特性與常見陷阱（如保留空間、已刪除檔案描述符），能幫助我們在面對磁碟空間危機時，快速、準確地進行診斷與處理。建議在日常工作中養成定期執行 df -h 的習慣，並在空間異常時，善用 du 搭配 sort 快速排除問題。