Ext4

Ext4（The fourth extended file system）

　　Ext4是一种针对ext3系统的扩展日志式文件系统,是专门为 Linux 开发的原始的扩展文件系统（ext 或 extfs）的第四版。
　　相对于Ext3,特点如下：
　　

兼容性

　　Ext3升级到ext4能提供系统更高的性能，消除存储限制，和获取新的功能，并且不需要重新 格式化分区，ext4会在新的数据上用新的文件结构，旧的文件保留原状。以ext3 文件系统的方式mount到ext4上会不用新的磁盘格式，而且还能再用ext3来重新挂载，这样仅仅失去了ext4的优势。
　　大文件系统/文件大小
　　现在ext3支持最大16TB的文件系统。单个文件最大2TB。Ext4增加了48位块地址，最大支持1EB文件系统，和单个16TB的文件。1EB=1024PB 1PB=1024TB 1TB=1024GB。
　　

子目录可伸缩性

　　EXT3每个目录最大包含32000个子目录。减去.和..也就是31998
　　ext4打破了这个限制可以无限制数量的子目录
　　

Extents

　　传统的Unix派生文件系统，使用间接块映射方案，以跟踪每块用于块相应的数据文件，这对大文 件来说是低效率的。现代文件系统使用不同的方法称为“extends” 。extends基本上指一串连续的物理快。通常叫做数据在下面的N个块中。一个100MB的文件可以分配到一extends中。而不需要创建一个间接映 射表为256000个blocks，（每个block 4kb）大文件被分割为很多范围。Extends改进了性能并且减少了碎片。因为extends鼓励在磁盘上连续布局。
　　

Multiblock 分配

　　ext4使用了一个多块分配来在一次调用中分配很多块。替换掉每次分配一个块，减少系统开销。在延时分配和extends上十分有用。
　　

延迟分配

　　延迟分配是一个性能特性（它不修改磁盘格式）。现代文件系统例如XFS，ZFS，btrfs or Reiser 4 并且它尽可能多的延时块的分配。相对于传统文件系统（例如Ext3 reiser3 etc）所做的立刻分配块提供了更好的性能。
　　

日志校验和

　　日志是磁盘中最常用的一部分，组成日志的这部分也是最容易出现硬件故障的。并且从一个受损的日 志上恢复数据会导致巨大的数据损坏。Ext4 校验和提供了改进，它允许将EXt3的双向提交日志格式转换为单向的，加速文件系统操作，在某些情况下达到20%---因此可靠性和性能同时被改进。
　　

在线碎片整理

　　
　　当 延迟分配，extents 和 multiblock 分配 帮助减少碎片的时候，使用中的文件系统依然会产生碎片。为了解决这个问题，Ext4 将会支持在线碎片整理，并且有一个e4defrag工具可以整理个别文件在整个文件系统中。
　　

索引节点-关联

　　拥有大索引节点，纳秒时间戳，快速扩展属性，索引节点保留的特点。Ext3 支持 可设置的索引节点大小（通过 mkfs -l参数）但是默认索引节点大小是128字节。Ext4将默认为256字节。这需要适应一些额外的字段（比如纳秒时间戳或者索引节点版本）并且剩余索引节 点空间会被用于存放扩展属性为那些足够小的对象来适合空间。这样使访问那些属性更快，提高那些使用扩展属性的应用程序性能3-7倍。在目录创建的时候保留 若干索引节点在里面，预期它们在未来使用。这样改进性能，因为新文件被创建在目录中他们可以使用保留索引节点。文件创建和删除因此更高效。纳秒时间戳意味 着索引节点字段例如修改时间可以用纳秒分辨率替代Ext3中的秒。
　　

持续预分配

　　这个特性在ext3最新的内核版本中已经可用了，由glic仿真来实现文件系统不支持的功能，允许应用程序预分配磁盘空间：应用程序告诉文件系统来预分配空间，文件系统预分配需要的块和数据结构。