性能

衡量一個(gè)新文件系統(tǒng)的最重要指標(biāo)就是它的根本性能。這常常是最難實(shí)現(xiàn)的指標(biāo)，因?yàn)楫?dāng)文件系統(tǒng)變得龐大并且要求實(shí)現(xiàn)高可靠性時(shí)，將會(huì)以損害性能為代價(jià)。但是，ext4 不僅解決了伸縮性和可靠性，它還提供各種改善性能的方法。

文件級(jí)預(yù)分配

某些應(yīng)用程序，比如數(shù)據(jù)庫或內(nèi)容流，要求將文件存儲(chǔ)在相鄰的塊上(利用相鄰塊的讀優(yōu)化和最大化讀的命令-塊比率)。盡管區(qū)段能夠?qū)⑾噜弶K劃分為片段，但另一種更強(qiáng)大的方法是按照所需的大小預(yù)分配比較大的相鄰塊(XFS 以前就是采用這種方法)。ext4 通過一個(gè)新的系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，這個(gè)調(diào)用將按照特定的大小預(yù)分配并初始化文件。然后，您就可以寫入必要的數(shù)據(jù)，并為數(shù)據(jù)提供不錯(cuò)的讀性能。

延遲塊分配

另一個(gè)基于文件大小的優(yōu)化是延遲分配。這種性能優(yōu)化延遲磁盤上的物理塊的分配，直到塊被刷入到磁盤時(shí)才進(jìn)行分配。這種優(yōu)化的關(guān)鍵是延遲物理塊的分配，直到需要在磁盤上寫這些物理塊時(shí)才對(duì)其進(jìn)行分配并寫到相鄰的塊。這類似于持久化預(yù)分配，惟一的區(qū)別是文件系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)。不過如果預(yù)先知道文件的大小時(shí)，持久化預(yù)分配是更好的選擇。

多個(gè)塊分配

這是最后一個(gè)與相鄰塊相關(guān)的優(yōu)化，即針對(duì) ext4 的塊分配器。在 ext3 中，塊分配器的工作方式是每次分配一個(gè)塊。當(dāng)需要分配多個(gè)塊時(shí)，非相鄰塊中可能存在相鄰的數(shù)據(jù)。ext4 使用塊分配器修復(fù)了這個(gè)問題，它能夠在磁盤上一次分配多個(gè)塊。與前面其他優(yōu)化一樣，這個(gè)優(yōu)化在磁盤上收集相關(guān)的數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)相鄰讀優(yōu)化。

多個(gè)塊分配的另一個(gè)方面是分配塊時(shí)需要的處理量。記住，ext3 一次只分配一個(gè)塊。在最簡(jiǎn)單的情況下，每個(gè)塊的分配都要有一個(gè)調(diào)用。如果一次分配多個(gè)塊，對(duì)塊分配器的調(diào)用就會(huì)大大減少，從而加快分配并減少處理量。

可靠性

ext4 文件系統(tǒng)可能會(huì)擴(kuò)展得比較大，這將導(dǎo)致可靠性問題。但 ext4 通過許多自主保護(hù)和自主修復(fù)機(jī)制來解決這個(gè)問題。

執(zhí)行文件系統(tǒng)日志校驗(yàn)和

和 ext3 一樣，ext4 也是一個(gè)日志文件系統(tǒng)。日志記錄 就是通過日記(磁盤上相鄰區(qū)域的專門循環(huán)記錄)記錄文件系統(tǒng)的變更的過程。因此，根據(jù)日志對(duì)物理存儲(chǔ)執(zhí)行實(shí)際變更更加可靠，并且能夠確保一致性，即使在操作期間出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰或電源中斷。這樣做可以減少文件系統(tǒng)損壞的幾率。

但是即使進(jìn)行日志記錄，如果日志出現(xiàn)錯(cuò)誤仍然會(huì)導(dǎo)致文件系統(tǒng)損壞。為了解決這個(gè)問題，ext4 對(duì)日志執(zhí)行校驗(yàn)和，確保有效變更能夠在底層文件系統(tǒng)上正確完成。在 參考資料 小節(jié)可以找到其他關(guān)于日志記錄(ext4 的重要部分)的資料。

ext4 支持根據(jù)用戶需求采用多種模式的日志記錄。例如，ext4 支持 Writeback 模式，它僅記錄元數(shù)據(jù)；或 Ordered 模式，它記錄元數(shù)據(jù)，但寫為元數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)是從日志中寫入的；或 Journal 模式(最可靠的模式)，它同時(shí)記錄元數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)。注意，雖然 Journal 模式是確保文件系統(tǒng)一致的最佳選擇，但它也是最慢的，因?yàn)樗袛?shù)據(jù)都要經(jīng)過日志。

在線磁盤碎片整理

盡管 ext4 添加一些特性來減少文件系統(tǒng)的碎片(比如將相鄰塊分配為區(qū)段)，但隨著系統(tǒng)使用時(shí)間的增加，碎片是難以完全避免的。因此出現(xiàn)了在線碎片整理工具，它們可以對(duì)文件系統(tǒng)和單個(gè)文件執(zhí)行碎片整理，從而改善性能。在線碎片整理程序是一個(gè)簡(jiǎn)單的工具，它將文件復(fù)制到引用相鄰區(qū)段的新 ext4 inode。

在線碎片整理還可以減少檢查文件系統(tǒng)所需的時(shí)間(fsck)。ext4 將未使用的塊組標(biāo)記到 inode 表中，并讓 fsck 進(jìn)程忽略它們以加快檢查速度。當(dāng)操作系統(tǒng)因內(nèi)部損壞(隨著文件系統(tǒng)變大，這是不可避免的)而檢查文件系統(tǒng)時(shí)，ext4 的設(shè)計(jì)方式將能夠提高總體可靠性。

結(jié)束語

針對(duì) Linux 的擴(kuò)展文件系統(tǒng)有著漫長(zhǎng)而豐富的歷史 — 從 1992 年首次引入 ext1 到 2008 年引入 ext4。ext4 是首個(gè)專門為 Linux 設(shè)計(jì)的文件系統(tǒng)，并且事實(shí)證明它是高效、穩(wěn)定、強(qiáng)大的文件系統(tǒng)。ext4 隨著文件系統(tǒng)研究的深入而不斷發(fā)展，并且借鑒其他新文件系統(tǒng)的先進(jìn)思想(比如 XFS、JFS、Reiser 和 IRON 容錯(cuò)文件系統(tǒng)技術(shù))。盡管目前預(yù)測(cè) ext5 將會(huì)是什么樣子還為時(shí)過早，但有一點(diǎn)是很明確的，它將主導(dǎo)企業(yè)級(jí) Liunx 系統(tǒng)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux系统ubuntu有哪些,Ubuntu Linux操作系统至少适合五种人使用的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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