第四代擴充套件檔案系統(英語:Fourth extended filesystem,縮寫為ext4)是Linux系統下的日誌檔案系統,是ext3檔案系統的後繼版本。
開發者 | Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others |
---|---|
全稱 | Fourth extended file system |
發佈 | 穩定版: 2008年10月21日 不穩定版: 2006年10月10日 (Linux 2.6.28, 2.6.19) |
分區標識 | 0x83(MBR) EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7(GPT) |
結構 | |
目錄內容 | 鏈結串列, hashed B-tree |
檔案分配 | Extents/Bitmap |
壞塊 | 表格 |
限制 | |
最大檔案尺寸 | 16 TiB(for 4k block filesystem) |
最大檔案數量 | 40億(在檔案系統建立時指定) |
最長檔名 | 256位元組 |
最大卷容量 | 1 EiB |
檔案名字符集 | 除NULL('\0')和 '/'外之所有字元(大小寫敏感) |
功能 | |
日期記錄 | 修改(mtime),屬性修改(ctime),讀取(atime),刪除(dtime),建立(crtime) |
日期範圍 | 1901年12月14日 - 2514年4月25日 |
日期解像度 | 納秒 |
岔流 | 否 |
屬性 | extents, noextents, mballoc, nomballoc, delalloc, nodelalloc, data=journal, data=ordered, data=writeback, commit=nrsec, orlov, oldalloc, user_xattr, nouser_xattr, acl, noacl, bsddf, minixdf, bh, nobh, journal_dev |
檔案系統權限 | POSIX |
透明壓縮 | 否 |
透明加密 | 否 |
單一實例儲存(SIS) | 否 |
作業系統支援 | Linux、Android、Windows(通過Ext2Fsd) |
歷史
ext4原始的開發目標是一系列的向下相容ext3、移除其64位元限制與提升其效能的延伸套件[1]。然而,某些Linux開發者因穩定性原因而拒絕將這些延伸套件應用在ext3上[2],並要求其作為ext3的分支,改名為ext4並另行開發,以免影響到目前的ext3用戶。該要求被接受以後,ext3維護者曹子德(Theodore Ts'o)在2006年6月28日公開了ext4的開發計劃[3]。
在Linux核心2.6.19版中,首次匯入ext4的一個先期開發版本[4]。在2008年10月11日,ext4被當成穩定版本,加入Linux 2.6.29版的原始碼中,ext4的開發階段進入尾聲[5]。2008年12月25日,Linux 2.6.29版公開釋出之後,ext4成為Linux官方的建議預設檔案系統。
2010年1月15日,Google宣佈將他們公司使用的檔案系統,由ext2,升級為ext4。在同年12月14日,Google也宣佈他們將在Android 2.3版中,使用ext4來取代之前的YAFFS。
特色
- Extents
- ext4引進了Extent檔案儲存方式,以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一連串的連續實體block,這種方式可以增加大型檔案的效率並減少分裂檔案。ext4支援的單一Extent,在單一block為4KB的系統中最高可達128MB[1]。單一inode中可儲存4筆Extent;超過四筆的Extent會以Htree方式被索引。
- ext3檔案系統可以部分向上相容於ext4(也就是說ext4檔案系統可以被掛載為ext3分區)。然而若是使用到Extent技術的ext4將無法被掛載為ext3。
- 預留空間
- ext4允許對一檔案預先保留磁碟空間。目前大多數檔案系統做到這點的方式是直接產生一個填滿0的檔案;ext4和XFS可以使用Linux核心中的一個新的系統呼叫「fallocate()」取得足夠的預留空間。
- 延遲取得空間
- ext4使用一種稱為allocate-on-flush的方式,可以在資料將被寫入磁碟(sync)前才開始取得空間;大多數檔案系統會在之前便取得需要的空間。這種方式可以增加效能並減少檔案分散程度。
- 突破32000子目錄限制
- ext3的一個目錄下最多只能有32000個子目錄。ext4的子目錄最高可達64000,且使用「dir_nlink」功能後可以達到更高(雖然父目錄的link count會停止增加)。為了避免效能受到大量目錄的影響,ext4預設開啟Htree(一種特殊的B樹)索引功能。該功能已經實作於Linux核心2.6.23版。
- 紀錄檔校驗和
- Ext4使用校驗和特性來提高檔案系統可靠性,因為紀錄檔是磁碟上被讀取最頻繁的部分之一。這個特性還有一個好處就是可以安全地避免紀錄檔處理時磁碟I/O的等待,而稍微提高一些效能。紀錄檔校驗和的技術源於威斯康辛大學的一篇名為IRON File Systems的研究論文(見第六節transaction checksums校驗和處理)[7]