Linuxkernel 自2.6.28開始正式支持新的文件系統(tǒng)Ext4。Ext4是Ext3的改進(jìn)版，修改了Ext3中部分重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而不僅僅像Ext3對Ext2那樣，只是增加了一個日志功能而已。Ext4可以提供更佳的性能和可靠性，還有更為豐富的功能：
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1.與[color="#3333ff"]
Ext3兼容。執(zhí)行若干條命令，就能從Ext3在線遷移到Ext4，而無須重新格式化磁盤或重新安裝系統(tǒng)。原有Ext3數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)照樣保留，Ext4作用于新數(shù)據(jù)，當(dāng)然，整個文件系統(tǒng)因此也就獲得了Ext4所支持的更大容量。
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2.更大的文件系統(tǒng)和更大的文件。較之Ext3目前所支持的最大16TB文件系統(tǒng)和最大2TB文件，Ext4分別支持1EB（1,048,576TB，1EB=1024PB，1PB=1024TB）的文件系統(tǒng)，以及16TB的文件。
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3.無限數(shù)量的子目錄。Ext3目前只支持32,000個子目錄，而Ext4支持無限數(shù)量的子目錄。
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4.Extents。Ext3采用間接塊映射，當(dāng)操作大文件時，效率極其低下。比如一個100MB大小的文件，在Ext3中要建立25,600個數(shù)據(jù)塊（每個數(shù)據(jù)塊大小為4KB）的映射表。而Ext4引入了現(xiàn)代文件系統(tǒng)中流行的extents概念，每個extent為一組連續(xù)的數(shù)據(jù)塊，上述文件則表示為“該文件數(shù)據(jù)保存在接下來的25,600個數(shù)據(jù)塊中”，提高了不少效率。
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5.多塊分配。當(dāng)寫入數(shù)據(jù)到 Ext3文件系統(tǒng)中時，Ext3的數(shù)據(jù)塊分配器每次只能分配一個4KB的塊，寫一個100MB文件就要調(diào)用25,600次數(shù)據(jù)塊分配器，而Ext4的多塊分配器“multiblockallocator”（mballoc）支持一次調(diào)用分配多個數(shù)據(jù)塊。
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6.延遲分配。Ext3的數(shù)據(jù)塊分配策略是盡快分配，而Ext4和其它現(xiàn)代文件操作系統(tǒng)的策略是盡可能地延遲分配，直到文件在cache中寫完才開始分配數(shù)據(jù)塊并寫入磁盤，這樣就能優(yōu)化整個文件的數(shù)據(jù)塊分配，與前兩種特性搭配起來可以顯著提升性能。
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7.快速[color="#3333ff"]
fsck。以前執(zhí)行fsck第一步就會很慢，因為它要檢查所有的inode，現(xiàn)在Ext4給每個組的inode表中都添加了一份未使用inode的列表，今后fsckExt4 文件系統(tǒng)就可以跳過它們而只去檢查那些在用的inode了。
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8.日志校驗。日志是最常用的部分，也極易導(dǎo)致磁盤硬件故障，而從損壞的日志中恢復(fù)數(shù)據(jù)會導(dǎo)致更多的數(shù)據(jù)損壞。Ext4的日志校驗功能可以很方便地判斷日志數(shù)據(jù)是否損壞，而且它將Ext3的兩階段日志機(jī)制合并成一個階段，在增加安全性的同時提高了性能。
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9.“無日志”（[color="#3333ff"]
NoJournaling）模式。日志總歸有一些開銷，Ext4允許關(guān)閉日志，以便某些有特殊需求的用戶可以借此提升性能。
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10.在線碎片整理。盡管延遲分配、多塊分配和extents能有效減少文件系統(tǒng)碎片，但碎片還是不可避免會產(chǎn)生。Ext4支持在線碎片整理，并將提供e4defrag工具進(jìn)行個別文件或整個文件系統(tǒng)的碎片整理。
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11.inode 相關(guān)特性。Ext4支持更大的inode，較之Ext3默認(rèn)的inode大小128字節(jié)，Ext4為了在inode中容納更多的擴(kuò)展屬性（如納秒時間戳或inode版本），默認(rèn)inode大小為256字節(jié)。Ext4還支持快速擴(kuò)展屬性（fastextended attributes）和inode保留（inodesreservation）。
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12.持久預(yù)分配（[color="#3333ff"]
Persistentpreallocation）。P2P軟件為了保證下載文件有足夠的空間存放，常常會預(yù)先創(chuàng)建一個與所下載文件大小相同的空文件，以免未來的數(shù)小時或數(shù)天之內(nèi)磁盤空間不足導(dǎo)致下載失敗。Ext4在文件系統(tǒng)層面實現(xiàn)了持久預(yù)分配并提供相應(yīng)的API（libc中的posix_fallocate()），比應(yīng)用軟件自己實現(xiàn)更有效率。
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13.默認(rèn)啟用[color="#3333ff"]
barrier。磁盤上配有內(nèi)部緩存，以便重新調(diào)整批量數(shù)據(jù)的寫操作順序，優(yōu)化寫入性能，因此文件系統(tǒng)必須在日志數(shù)據(jù)寫入磁盤之后才能寫commit記錄，若commit記錄寫入在先，而日志有可能損壞，那么就會影響數(shù)據(jù)完整性。Ext4默認(rèn)啟用barrier，只有當(dāng)barrier之前的數(shù)據(jù)全部寫入磁盤，才能寫barrier之后的數(shù)據(jù)。（可通過"mount-o barrier=0" 命令禁用該特性。）
Ext4隨Linuxkernel 2.6.28 正式發(fā)布已有數(shù)周，一直苦于找不到測試用的磁盤，正巧年前Intel送來幾塊SSD測試樣品，這兩天就順帶把SSD也測了。測試所使用的Linux內(nèi)核版本為2.6.28.2，測試工具為IOzone3.318。
IOzone
測試命令為：
time/opt/iozone/bin/iozone -a -s 4G -q 256 -y 4>|/root/ext4-iozone-stdout.txt
上述命令的說明如下：
AutoMode
File size set to 4194304 KB
Using Maximum Record Size 256KB
Using Minimum Record Size 4 KB
Command line used:/opt/iozone/bin/iozone -a -s 4G -q 256 -y 4
Output is inKbytes/sec
Time Resolution = 0.000001 seconds.
Processor cachesize set to 1024 Kbytes.
Processor cache line size set to 32bytes.
File stride size set to 17 * record size.
測試結(jié)果除了表明IntelSSD 的讀寫速度快得令人咋舌之外，還可以說明Ext4的各方面性能都超過了上一代Ext3，甚至在大多數(shù)情況下，比沒有日志功能的Ext2還要快出不少：
注：
1.關(guān)于IOzone測試方法，參考BenMartin 的文章：
IOzonefor filesystem performance benchmarking
2.關(guān)于Ext4的相關(guān)內(nèi)容，參考KernelNewbies 專頁：
http://kernelnewbies.org/Ext4
自上面的測試報告發(fā)布以來，社會各界紛紛來電來函，給出了“Ext4我看行”，“Ext4牛牛?！?，“用了Ext4，嘿，還真對得起這塊盤”，“Ext4，碎片去無蹤，性能更出眾”等等熱情洋溢的評論，兄弟我深受鼓舞。在對Ext4頗不低俗的性能進(jìn)行表揚(yáng)的同時，人民群眾還提出了新的要求，希望看到與現(xiàn)有同類文件系統(tǒng)性能橫向比拼的結(jié)果。為了滿足廣大群眾的熱切需求，今天做了Ext2、Ext3、Ext4、XFS、JFS、ReiserFS和Btrfs的全面性能測試，對比結(jié)果如下：
[color="#000000"]本次測試所使用的Linuxkernel 版本為2.6.29-rc3，文件系統(tǒng)性能測試工具為IOzone3.318。
[color="#000000"]從測試結(jié)果可以看出，Ext4的綜合性能位居現(xiàn)有文件系統(tǒng)之首，JFS、ReiserFS在讀性能方面亦有不俗表現(xiàn)。Btrfs的小塊數(shù)據(jù)讀寫性能與平均水平相差甚遠(yuǎn)，是導(dǎo)致其本次測試總時間超出平均時間兩倍的主要原因。較之其它成熟的文件系統(tǒng)，Btrfs投入生產(chǎn)系統(tǒng)運(yùn)作可能尚需時日。
[color="#000000"]至于一小撮不明真相別有用心的群眾提出還要測NTFS、Vfat、MSDOS等“文件系統(tǒng)”，恕時間有限，不予受理。
