?????? Ext4的名稱來源于4th extended filesystem，它是廣泛應用于Linux的Ext3文件系統的后繼。同Ext3類似，Ext4也是日志文件系統。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，文件系統的數據結構也有變化。目前的Ext4文件系統設計更合理、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，Ext4文件系統具有很多新特性：

新功能

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• 大文件系統與大文件支持

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• Ext4文件系統最大支持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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• （開發中）盡管ext4引入了很多避免碎片產生的技術，一個用了很長時間的文件系統總歸要產生一些碎片。Ext4將提供一個可以為單個文件及整個文件系統進行碎片整理的工具。雖然目前已經有不少在線整理磁盤的解決方法，但主流內核還未加入對他們的支持。

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• 打破子文件夾數限制

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• ext3中一個文件夾的子文件夾數不能超過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()之類的系統調用函數，而如glibc等依賴于它們的庫也需要做相應的更新。正因如此，“文件創建時間戳”走入用戶應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這些特殊需求（從2.6.29內核開始支持）。

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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使用的傳統的塊映射(block mapping)方式。“extent”是一個大的連續的物理塊區域，它的引入加快了處理大文件的性能、減少了碎片。當塊大小為4KB時，ext4中的一個extent最大可以映射128MB的連續物理存儲空間。

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• 持續預分配空間(Persistent pre-allocation)

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• ext4文件系統允許為文件預分配磁盤空間。目前多數文件系統實現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()內核系統調用來實現（支持ext4和XFS），且其分配的空間很可能是連續的。這一技術在流媒體、P2P等多種場合中都有廣泛應用。

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• 延時分配(Delayed allocation)

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• 該技術也稱為allocate-on-flush，可以提升文件系統的性能。只有數據將要被真正寫入磁盤時，文件系統才為其分配塊，這與其它文件系統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真實的文件大小做塊分配決策，它還減少了碎片的產生。

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• 多塊分配(Multiblock allocator)

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• • Ext3文件系統為每次寫操作最多分配一個4K塊(block)，在處理大文件時會導致性能的下降。Ext4在一次操作中可以分配多個塊，并盡力讓這些塊連續，這有助于減少磁盤碎片。當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生后恢復數據，它是日志文件系統中最重要的部分之一，按照損壞的日志執行恢復操作可能導致嚴重的后果。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文件系統就可以做為ext3文件系統掛載。

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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文件系統做為ext4分區掛載。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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轉載于:https://blog.51cto.com/michaelkang/951434

總結

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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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