Linuxkernel 自2.6.28開(kāi)始正式支持新的文件系統Ext4。Ext4是Ext3的改進(jìn)版，修改了Ext3中部分重要的數據結構，而不僅僅像Ext3對Ext2那樣，只是增加了一個(gè)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。執行若干條命令，就能從Ext3在線(xiàn)遷移到Ext4，而無(wú)須重新格式化磁盤(pán)或重新安裝系統。原有Ext3數據結構照樣保留，Ext4作用于新數據，當然，整個(gè)文件系統因此也就獲得了Ext4所支持的更大容量。
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2.更大的文件系統和更大的文件。較之Ext3目前所支持的最大16TB文件系統和最大2TB文件，Ext4分別支持1EB（1,048,576TB，1EB=1024PB，1PB=1024TB）的文件系統，以及16TB的文件。
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3.無(wú)限數量的子目錄。Ext3目前只支持32,000個(gè)子目錄，而Ext4支持無(wú)限數量的子目錄。
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4.Extents。Ext3采用間接塊映射，當操作大文件時(shí)，效率極其低下。比如一個(gè)100MB大小的文件，在Ext3中要建立25,600個(gè)數據塊（每個(gè)數據塊大小為4KB）的映射表。而Ext4引入了現代文件系統中流行的extents概念，每個(gè)extent為一組連續的數據塊，上述文件則表示為“該文件數據保存在接下來(lái)的25,600個(gè)數據塊中”，提高了不少效率。
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5.多塊分配。當寫(xiě)入數據到 Ext3文件系統中時(shí)，Ext3的數據塊分配器每次只能分配一個(gè)4KB的塊，寫(xiě)一個(gè)100MB文件就要調用25,600次數據塊分配器，而Ext4的多塊分配器“multiblockallocator”（mballoc）支持一次調用分配多個(gè)數據塊。
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6.延遲分配。Ext3的數據塊分配策略是盡快分配，而Ext4和其它現代文件操作系統的策略是盡可能地延遲分配，直到文件在cache中寫(xiě)完才開(kāi)始分配數據塊并寫(xiě)入磁盤(pán)，這樣就能優(yōu)化整個(gè)文件的數據塊分配，與前兩種特性搭配起來(lái)可以顯著(zhù)提升性能。
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7.快速[color="#3333ff"]
fsck。以前執行fsck第一步就會(huì )很慢，因為它要檢查所有的inode，現在Ext4給每個(gè)組的inode表中都添加了一份未使用inode的列表，今后fsckExt4 文件系統就可以跳過(guò)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，也極易導致磁盤(pán)硬件故障，而從損壞的日志中恢復數據會(huì )導致更多的數據損壞。Ext4的日志校驗功能可以很方便地判斷日志數據是否損壞，而且它將Ext3的兩階段日志機制合并成一個(gè)階段，在增加安全性的同時(shí)提高了性能。
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9.“無(wú)日志”（[color="#3333ff"]
NoJournaling）模式。日志總歸有一些開(kāi)銷(xiāo)，Ext4允許關(guān)閉日志，以便某些有特殊需求的用戶(hù)可以借此提升性能。
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10.在線(xiàn)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碎片，但碎片還是不可避免會(huì )產(chǎn)生。Ext4支持在線(xiàn)碎片整理，并將提供e4defrag工具進(jìn)行個(gè)別文件或整個(gè)文件系統的碎片整理。
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11.inode 相關(guān)特性。Ext4支持更大的inode，較之Ext3默認的inode大小128字節，Ext4為了在inode中容納更多的擴展屬性（如納秒時(shí)間戳或inode版本），默認inode大小為256字節。Ext4還支持快速擴展屬性（fastextended attributes）和inode保留（inodesreservation）。
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12.持久預分配（[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(huì )預先創(chuàng )建一個(gè)與所下載文件大小相同的空文件，以免未來(lái)的數小時(shí)或數天之內磁盤(pán)空間不足導致下載失敗。Ext4在文件系統層面實(shí)現了持久預分配并提供相應的API（libc中的posix_fallocate()），比應用軟件自己實(shí)現更有效率。
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13.默認啟用[color="#3333ff"]
barrier。磁盤(pán)上配有內部緩存，以便重新調整批量數據的寫(xiě)操作順序，優(yōu)化寫(xiě)入性能，因此文件系統必須在日志數據寫(xiě)入磁盤(pán)之后才能寫(xiě)commit記錄，若commit記錄寫(xiě)入在先，而日志有可能損壞，那么就會(huì )影響數據完整性。Ext4默認啟用barrier，只有當barrier之前的數據全部寫(xiě)入磁盤(pán)，才能寫(xiě)barrier之后的數據。（可通過(guò)"mount-o barrier=0" 命令禁用該特性。）
Ext4隨Linuxkernel 2.6.28 正式發(fā)布已有數周，一直苦于找不到測試用的磁盤(pán)，正巧年前Intel送來(lái)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(shuō)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.
測試結果除了表明IntelSSD 的讀寫(xiě)速度快得令人咋舌之外，還可以說(shuō)明Ext4的各方面性能都超過(guò)了上一代Ext3，甚至在大多數情況下，比沒(méi)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)內容，參考KernelNewbies 專(zhuān)頁(yè)：
http://kernelnewbies.org/Ext4
自上面的測試報告發(fā)布以來(lái)，社會(huì )各界紛紛來(lái)電來(lái)函，給出了“Ext4我看行”，“Ext4牛牛?！?，“用了Ext4，嘿，還真對得起這塊盤(pán)”，“Ext4，碎片去無(wú)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?yè)P的同時(shí)，人民群眾還提出了新的要求，希望看到與現有同類(lèi)文件系統性能橫向比拼的結果。為了滿(mǎn)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，文件系統性能測試工具為IOzone3.318。
[color="#000000"]從測試結果可以看出，Ext4的綜合性能位居現有文件系統之首，JFS、ReiserFS在讀性能方面亦有不俗表現。Btrfs的小塊數據讀寫(xiě)性能與平均水平相差甚遠，是導致其本次測試總時(shí)間超出平均時(shí)間兩倍的主要原因。較之其它成熟的文件系統，Btrfs投入生產(chǎn)系統運作可能尚需時(shí)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”，恕時(shí)間有限，不予受理。
