ext4

第四代扩展文件系统（英语：，缩写为ext4）是Linux系统下的日志文件系统，是ext3文件系统的后继版本。

ext4
开发者Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others
全称Fourth extended file system
发布稳定版： 2008年10月21日
不稳定版： 2006年10月10日 (Linux 2.6.28, 2.6.19)
分区标识0x83（MBR）
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7（GPT）
结构
目录内容链表, hashed B-tree
文档分配Extents/Bitmap
坏块表格
限制
最大文档尺寸16 TiB（for 4k block filesystem）
最大文档数量40亿（在文件系统创建时指定）
最长文档名256字节
最大卷容量1 EiB
文档名字符集除NULL（'\0'）和 '/'外之所有字符（大小写敏感）
功能
日期记录修改（mtime），属性修改（ctime），读取（atime），删除（dtime），创建（crtime）
日期范围1901年12月14日 - 2514年4月25日
日期分辨率纳秒
岔流否
属性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
文档系统权限POSIX
透明压缩否
透明加密否
单一实例存储（SIS）否
操作系统支持Linux、Android、Windows（通过Ext2Fsd）

历史

ext4原始的开发目标是一系列的向下兼容ext3、移除其64比特限制与提升其性能的延伸套件[1]。然而，某些Linux开发者因稳定性原因而拒绝将这些延伸套件应用在ext3上[2]，并要求其作为ext3的分支，改名为ext4并另行开发，以免影响到目前的ext3用户。该要求被接受以后，ext3维护者曹子德（Theodore Ts'o）在2006年6月28日公开了ext4的开发计划[3]。

在Linux内核2.6.19版中，首次导入ext4的一个先期开发版本[4]。在2008年10月11日，ext4被当成稳定版本，加入Linux 2.6.29版的原代码中，ext4的开发阶段进入尾声[5]。2008年12月25日，Linux 2.6.29版公开发布之后，ext4成为Linux官方的建议缺省文件系统。

2010年1月15日，Google宣布将他们公司使用的文件系统，由ext2，升级为ext4。在同年12月14日，Google也宣布他们将在Android 2.3版中，使用ext4来取代之前的YAFFS。

特色
大型文件系统
ext4文件系统可支持最高1 Exbibyte的分割区[6]与最大16 Tebibyte的文件。
Extents
ext4引进了Extent文件保存方式，以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一连串的连续实体block，这种方式可以增加大型文件的效率并减少分裂文件。ext4支持的单一Extent，在单一block为4KB的系统中最高可达128MB[1]。单一inode中可保存4笔Extent；超过四笔的Extent会以Htree方式被索引。
向下兼容
ext4向下兼容于ext3与ext2，因此可以将ext3和ext2的文件系统挂载为ext4分割区。由于某些ext4的新功能可以直接运用在ext3和ext2上，直接挂载即可提升少许性能。
ext3文件系统可以部分向上兼容于ext4（也就是说ext4文件系统可以被挂载为ext3分割区）。然而若是使用到Extent技术的ext4将无法被挂载为ext3。
预留空间
ext4允许对一文件预先保留磁盘空间。目前大多数文件系统做到这点的方式是直接产生一个填满0的文件；ext4和XFS可以使用Linux内核中的一个新的「fallocate()」取得足够的预留空间。
延迟取得空间
ext4使用一种称为allocate-on-flush的方式，可以在数据将被写入磁盘（sync）前才开始取得空间；大多数文件系统会在之前便取得需要的空间。这种方式可以增加性能并减少文件分散程度。
突破32000子目录限制
ext3的一个目录下最多只能有32000个子目录。ext4的子目录最高可达64000，且使用「dir_nlink」功能后可以达到更高（虽然父目录的link count会停止增加）。为了避免性能受到大量目录的影响，ext4缺省打开Htree（一种特殊的B树）索引功能。该功能已经实作于Linux内核2.6.23版。
日志校验和
Ext4使用校验和特性来提高文档系统可靠性，因为日志是磁盘上被读取最频繁的部分之一。这个特性还有一个好处就是可以安全地避免日志处理时磁盘I/O的等待，而稍微提高一些性能。日志校验和的技术源于威斯康辛大学的一篇名为IRON File Systems的研究论文（见第六节transaction checksums校验和处理）[7]
在线磁盘整理
对于在线磁盘整理工具有许多草案，但是这些草案都没有被包含在主流的内核当中。即使Ext4包含有许多避免磁盘碎片的技术，但是磁盘碎片还是难免会在一个长时间使用过的文档系统中存在。Ext4将会有一个具有磁盘整理功能的工具[8]。
快速文档系统检查
Ext4将未使用的区块标记在inode当中，这样可以使诸如e2fsck之类的工具在磁盘检查时将这些区块完全跳过，而节约大量的文档系统检查的时间。这个特性已经在2.6.24版本的Linux内核中实现。

参见

参考信息
  1. Mathur, Avantika; Cao, MingMing; Bhattacharya, Suparna; Dilger, Andreas; Tomas, Alex; Vivier, Laurent. (PDF). Proceedings of the Linux Symposium. Ottawa, ON, CA: Red Hat. 2007 [2008-01-15].
  2. Torvalds, Linus. . LKML. 2006-06-09 [2009-10-23]. （原始内容存档于2017-08-22）.
  3. Ts'o, Theodore. . LKML. 2006-06-28 [2009-10-23]. （原始内容存档于2009-02-19）.
  4. Leemhuis, Thorsten. . Heise Online. 2008-12-23 [2010-01-09]. （原始内容存档于2009-01-03）.
  5. . Linus' kernel tree. [2008-10-20]. （原始内容存档于2019-12-10）.
  6. . DeveloperWorks. IBM. [2008-12-14]. （原始内容存档于2008-12-01）.
  7. Vijayan Prabhakaran; et al. (PDF). CS Dept, University of Wisconsin. [2009-10-23]. （原始内容存档 (PDF)于2010-06-15）.
  8. . [2010-09-07]. （原始内容存档于2018-01-10）.

相关介绍

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