ext4 文件系统新特性
?????? Ext4的名稱來源于4th extended filesystem，它是廣泛應(yīng)用于Linux的Ext3文件系統(tǒng)的后繼。同Ext3類似，Ext4也是日志文件系統(tǒng)。而與Ext3僅僅是將日志功能加入到Ext2中不同，Ext4對Ext3做了很多深層次的改進，文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也有變化。目前的Ext4文件系統(tǒng)設(shè)計更合理、性能有所提高、可靠性得到增強，還引入了一些新功能。
新特性
做為新一代文件系統(tǒng)，Ext4文件系統(tǒng)具有很多新特性：
新功能
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大文件系統(tǒng)與大文件支持
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Ext4文件系統(tǒng)最大支持1 exabyte（10006B=10003GB）的卷，最大文件可達16TB。
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在線碎片整理(Online defragmentation)
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（開發(fā)中）盡管ext4引入了很多避免碎片產(chǎn)生的技術(shù)，一個用了很長時間的文件系統(tǒng)總歸要產(chǎn)生一些碎片。Ext4將提供一個可以為單個文件及整個文件系統(tǒng)進行碎片整理的工具。雖然目前已經(jīng)有不少在線整理磁盤的解決方法，但主流內(nèi)核還未加入對他們的支持。
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打破子文件夾數(shù)限制
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ext3中一個文件夾的子文件夾數(shù)不能超過32000，在ext4中，這一限制被取消。
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時間戳的改進
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由于計算機總是越來越快，不過任務(wù)對時間精度的要求不斷提升，精確到“秒”的時間戳越來越顯得不夠用了。為此，Ext4引入了精確到“納秒”的時間戳。另外，ext4還在將秒的表示增加了2個比特，這就避免了“2038年問題”，使時間的表示范圍增加了約500年。ext4還引了對文件創(chuàng)建時間戳的支持。不過正如Theodore Ts'o所指出的，要使更多的程序支持這一特性，可能還需要修改諸如stat()之類的系統(tǒng)調(diào)用函數(shù)，而如glibc等依賴于它們的庫也需要做相應(yīng)的更新。正因如此，“文件創(chuàng)建時間戳”走入用戶應(yīng)用程序可能還需要一段時間。
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無日志模式
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有些特殊應(yīng)用可能希望通過取消日志來提高性能，Ext4提供無日志模式以適應(yīng)這些特殊需求（從2.6.29內(nèi)核開始支持）。
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性能提升
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更快速的文件系統(tǒng)檢查
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fsck檢查磁盤速度慢的一個重要原因是它在第一步要掃描所有的inode。ext4對未分配的inode做了適當(dāng)標記，這讓fsck檢查磁盤時可以將它們整塊地忽略掉，大大加快了磁盤檢查的時間。
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Extents
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Ext2/3等老Linux文件系統(tǒng)使用間接塊映射模式(block mapping)，文件的每一個塊都要被記錄下來，這使得對大文件的操作（如刪除）效率低下。Ext4引入Extents這一概念來代替ext2/3使用的傳統(tǒng)的塊映射(block mapping)方式。“extent”是一個大的連續(xù)的物理塊區(qū)域，它的引入加快了處理大文件的性能、減少了碎片。當(dāng)塊大小為4KB時，ext4中的一個extent最大可以映射128MB的連續(xù)物理存儲空間。
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持續(xù)預(yù)分配空間(Persistent pre-allocation)
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ext4文件系統(tǒng)允許為文件預(yù)分配磁盤空間。目前多數(shù)文件系統(tǒng)實現(xiàn)這一功能的方法是在要分配的空間中添滿0。 在ext4中不再采用這一方法，而是用一個新的fallocate()內(nèi)核系統(tǒng)調(diào)用來實現(xiàn)（支持ext4和XFS），且其分配的空間很可能是連續(xù)的。這一技術(shù)在流媒體、P2P等多種場合中都有廣泛應(yīng)用。
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延時分配(Delayed allocation)
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該技術(shù)也稱為allocate-on-flush，可以提升文件系統(tǒng)的性能。只有數(shù)據(jù)將要被真正寫入磁盤時，文件系統(tǒng)才為其分配塊，這與其它文件系統(tǒng)在早期就分配好必要的塊是不同的。另外，由于ext4的這種做法可以根據(jù)真實的文件大小做塊分配決策，它還減少了碎片的產(chǎn)生。
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多塊分配(Multiblock allocator)
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Ext3文件系統(tǒng)為每次寫操作最多分配一個4K塊(block)，在處理大文件時會導(dǎo)致性能的下降。Ext4在一次操作中可以分配多個塊，并盡力讓這些塊連續(xù)，這有助于減少磁盤碎片。當(dāng)啟用了延時分配或使用O_DIRECT時這一功能即被啟用。
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可靠性增強
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日志校驗
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日志通常用于在硬件故障發(fā)生后恢復(fù)數(shù)據(jù)，它是日志文件系統(tǒng)中最重要的部分之一，按照損壞的日志執(zhí)行恢復(fù)操作可能導(dǎo)致嚴重的后果。所以Ext4為日志增加了校驗和以提升可靠性。這一特性還可以安全地避免寫日志進程的磁盤I/O等待時間，并略微提高了性能。
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兼容性
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前向兼容
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ext4文件系統(tǒng)與ext3部分向前兼容。即只要不啟用extents（ext4的一項新特性），ext4文件系統(tǒng)就可以做為ext3文件系統(tǒng)掛載。
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后向兼容
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ext4后向兼容與ext3和ext2，即可以將ext3或ext2文件系統(tǒng)做為ext4分區(qū)掛載。由于此時可以使用ext4的一些新特性（如新的塊分配算法），這樣做時還可以稍稍提升性能。
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轉(zhuǎn)載于:https://blog.51cto.com/michaelkang/951434
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的ext4 文件系统新特性的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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