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linux文件系統(tǒng)主要有ext2、ext3和ext4文件系統(tǒng)，它們都具有不錯(cuò)的穩(wěn)定性、可用性和強(qiáng)大的容錯(cuò)能力。本文從兩個(gè)方面解析Linux文件系統(tǒng)：文件系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)和ext文件系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)。
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首先來(lái)看Linux文件系統(tǒng)的工作結(jié)構(gòu)，Linux文件系統(tǒng)架構(gòu)可以簡(jiǎn)化為以下四層模型：VFS層、元數(shù)據(jù)層、地址空間層和設(shè)備層。
VFS層是Linux文件系統(tǒng)最頂層，負(fù)責(zé)提供文件系統(tǒng)的抽象層，所有文件系統(tǒng)都必須實(shí)現(xiàn)VFS提供的接口。元數(shù)據(jù)層是次高層，它負(fù)責(zé)維護(hù)文件系統(tǒng)特定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，比如目錄和文件的元信息和文件內(nèi)容。地址空間層負(fù)責(zé)映射文件系統(tǒng)的地址，將文件系統(tǒng)的虛擬地址映射到物理地址上。設(shè)備層則負(fù)責(zé)實(shí)際的磁盤訪問，從磁盤讀取數(shù)據(jù)或者將數(shù)據(jù)寫入磁盤。
以ext4文件系統(tǒng)為例，它從ext2文件系統(tǒng)開始發(fā)展而來(lái)，支持對(duì)磁盤更大的文件分配空間和更大的文件系統(tǒng)。不僅改進(jìn)了ext2的設(shè)計(jì)，也使用了新的文件系統(tǒng)技術(shù)，包括日志文件系統(tǒng)（LogFS）和空間碎片整理技術(shù)等。
其次，ext4文件系統(tǒng)新增了泛型字節(jié)范圍鎖（GEB）和多段文件支持功能，可以支持文件大小最多可達(dá)16TB，更好的支持大文件的存儲(chǔ)。同時(shí)，它的快照功能使得數(shù)據(jù)可以在不影響磁盤空間的情況下進(jìn)行備份，并且可以更好的控制數(shù)據(jù)訪問，提升數(shù)據(jù)安全性。
最后，ext4文件系統(tǒng)還支持在線文件系統(tǒng)檢查（Online fsck），可以在不降低系統(tǒng)性能的前提下，進(jìn)行文件系統(tǒng)檢查。此外，它還支持POSIX ACL來(lái)進(jìn)行更細(xì)致地控制文件訪問權(quán)限，另外，它還有延遲分配寫入優(yōu)化（delay write），幫助提升磁盤數(shù)據(jù)寫入性能。
總結(jié)來(lái)說(shuō)，Linux文件系統(tǒng)為我們的電腦提了強(qiáng)大的支持，由它來(lái)維護(hù)文件系統(tǒng)的文件元數(shù)據(jù)，管理文件系統(tǒng)的地址空間，以及對(duì)磁盤的訪問。ext文件系統(tǒng)的發(fā)展使得Linux文件系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可用性和可擴(kuò)展性得到了大大的提高，同時(shí)支持更強(qiáng)大的功能，比如快照和在線文件系統(tǒng)檢查等，使用戶在使用Linux上提供的文件系統(tǒng)服務(wù)體驗(yàn)更為良好。
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當(dāng)前文章：Linux文件系統(tǒng)：細(xì)致入微解析（linux文件系統(tǒng)詳解）
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