Linux btrfs 命令

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Btrfs（B-tree File System）是一种先进的 Linux 文件系统，由 Oracle 开发并于 2007 年首次发布。它的设计目标是解决传统文件系统的局限性，提供更好的扩展性、可靠性和管理功能。

核心特性

  • 写时复制（CoW）：所有写入操作都不会覆盖原有数据，而是创建新副本
  • 快照功能：可以快速创建文件系统的即时快照，几乎不占用额外空间
  • 子卷管理：支持将文件系统划分为多个独立的子卷
  • 数据校验和：自动检测数据损坏
  • 透明压缩：支持文件数据的实时压缩和解压
  • RAID 支持：内置多种 RAID 级别支持

btrfs 基本命令语法

btrfs [选项]  [子命令选项] [参数]

常用选项

选项 描述
-v 详细输出模式
--help 显示帮助信息
--version 显示版本信息

主要子命令详解

文件系统创建与管理

创建 btrfs 文件系统

实例

# 在设备上创建 btrfs 文件系统
sudo mkfs.btrfs /dev/sdX

# 创建带标签的文件系统
sudo mkfs.btrfs -L mylabel /dev/sdX

# 使用多个设备创建 RAID1
sudo mkfs.btrfs -m raid1 -d raid1 /dev/sdX /dev/sdY

挂载 btrfs 文件系统

实例

# 基本挂载
sudo mount /dev/sdX /mnt/btrfs

# 启用压缩（推荐 lzo 或 zstd）
sudo mount -o compress=lzo /dev/sdX /mnt/btrfs

# 显示挂载选项
mount | grep btrfs

子卷操作

创建子卷

实例

# 创建子卷
sudo btrfs subvolume create /mnt/btrfs/subvol1

# 列出子卷
sudo btrfs subvolume list /mnt/btrfs

# 删除子卷
sudo btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/subvol1

快照管理

实例

# 创建快照
sudo btrfs subvolume snapshot /mnt/btrfs /mnt/btrfs/snapshot_$(date +%Y%m%d)

# 只读快照
sudo btrfs subvolume snapshot -r /mnt/btrfs /mnt/btrfs/readonly_snap

# 删除快照
sudo btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/snapshot_20230101

空间管理

查看文件系统使用情况

实例

# 显示详细空间信息
sudo btrfs filesystem usage /mnt/btrfs

# 显示磁盘使用情况
sudo btrfs filesystem df /mnt/btrfs

# 平衡数据分布（谨慎使用，可能耗时）
sudo btrfs balance start /mnt/btrfs

调整文件系统大小

实例

# 扩大文件系统
sudo btrfs filesystem resize +10G /mnt/btrfs

# 缩小文件系统
sudo btrfs filesystem resize -5G /mnt/btrfs

数据完整性检查

检查文件系统

实例

# 只读检查
sudo btrfs check /dev/sdX

# 尝试修复（谨慎使用）
sudo btrfs check --repair /dev/sdX

清理和修复

实例

# 清理空闲空间
sudo btrfs filesystem defrag /mnt/btrfs

# 检查并修复文件系统
sudo btrfs scrub start /mnt/btrfs

# 查看修复状态
sudo btrfs scrub status /mnt/btrfs

实际应用示例

示例 1：设置带压缩的 btrfs 主目录

实例

# 创建分区
sudo mkfs.btrfs -L home /dev/sdX

# 挂载并启用压缩
sudo mount -o compress=zstd /dev/sdX /mnt/newhome

# 复制现有数据
sudo rsync -avx /home/ /mnt/newhome/

# 更新 fstab 实现自动挂载
echo "UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/sdX) /home btrfs defaults,compress=zstd 0 2" | sudo tee -a /etc/fstab

# 重新挂载
sudo umount /mnt/newhome
sudo mount -a

示例 2：定期快照和清理

实例

#!/bin/bash
# 创建每日快照
SNAP_DIR="/mnt/btrfs/.snapshots"
mkdir -p "$SNAP_DIR"
sudo btrfs subvolume snapshot -r /mnt/btrfs "$SNAP_DIR/$(date +%Y%m%d)"

# 保留最近7天的快照
find "$SNAP_DIR" -mindepth 1 -maxdepth 1 -type d -name "2*" | sort -r | tail -n +8 | xargs -r sudo btrfs subvolume delete

常见问题解决

问题 1：空间不足但 df 显示有空间

实例

# 检查未删除的快照占用空间
sudo btrfs subvolume list -s /mnt/btrfs

# 清理不需要的快照
sudo btrfs subvolume delete /mnt/btrfs/old_snapshot

问题 2：平衡操作卡住

实例

# 查看平衡状态
sudo btrfs balance status /mnt/btrfs

# 暂停平衡操作
sudo btrfs balance pause /mnt/btrfs

# 恢复平衡操作
sudo btrfs balance resume /mnt/btrfs

问题 3：挂载失败

实例

# 检查文件系统
sudo btrfs check /dev/sdX

# 尝试修复
sudo btrfs rescue zero-log /dev/sdX
sudo mount /dev/sdX /mnt/btrfs

最佳实践建议

  1. 启用压缩：特别是对于文本、日志等可压缩数据

    # 推荐使用 zstd 压缩算法
mount -o compress=zstd /dev/sdX /mnt/btrfs

  2. 定期创建快照：重要操作前手动创建快照

  3. 监控空间使用：btrfs 的空间报告与传统文件系统不同

  4. 避免 100% 满：保持至少 5-10% 的可用空间

  5. 谨慎使用 balance：仅在必要时执行，可能非常耗时

  6. 考虑 RAID 配置：对于重要数据使用 RAID1 或 RAID10

  7. 定期执行 scrub：检查数据完整性

    # 每月执行一次数据检查
sudo btrfs scrub start /mnt/btrfs

通过本文，您应该已经掌握了 btrfs 文件系统的基本操作和管理方法。btrfs 的强大功能使其成为现代 Linux 系统的理想选择，特别适合需要高级存储功能的场景。

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