浅析ext3删除文件慢的原因
做运维的估计都知道使用ext3文件系统时删除大文件很慢，那么大家有没有想过为什么呢？我也有过同样的疑问，于是查了相关资料并找到了一些理由。
在ext系列的文件系统中有一个很重要的概念inode(它与文件独立存在)，它维护了文件的相关属性信息。
struct ext3_inode {
__u16 i_mode; /* File mode */
__u16 i_uid; /* Low 16 bits of Owner Uid */
__u32 i_size; /* 文件大小，单位是 byte */
__u32 i_atime; /* Access time */
__u32 i_ctime; /* Creation time */
__u32 i_mtime; /* Modification time */
__u32 i_dtime; /* Deletion Time */
__u16 i_gid; /* Low 16 bits of Group Id */
__u16 i_links_count; /* Links count */
__u32 i_blocks; /* blocks 计数 */
__u32 i_flags; /* File flags */
__u32 l_i_reserved1; /* 可以忽略 */
__u32 i_block[EXT3_N_BLOCKS]; /* 一组 block 指针 */
__u32 i_generation; /* 可以忽略 */
__u32 i_file_acl; /* 可以忽略 */
__u32 i_dir_acl; /* 可以忽略 */
__u32 i_faddr; /* 可以忽略 */
__u8 l_i_frag; /* 可以忽略 */
__u8 l_i_fsize; /* 可以忽略 */
__u16 i_pad1; /* 可以忽略 */
__u16 l_i_uid_high; /* 可以忽略 */
__u16 l_i_gid_high; /* 可以忽略 */
__u32 l_i_reserved2; /* 可以忽略 */
};
从它的数据结构就可以看出有atime,ctime,mtime（这几个名词是不是特别熟？因为经常会在find命令使用到它）。然后这里重点讨论就是i_block[EXT3_N_BLOCKS]这个数组，它记录了文件存在磁盘上的具体位置，里面很多block指针，它们指向了数据在磁盘上的位置。问题就出在这，当一个文件很大的时候，仅仅用这个i_block[EXT3_N_BLOCKS]无法表示（最大只能表示到EXT3_N_BLOCKS*block_size）以后，那么就只能通过嵌套的block指针，也就是里面的某个指针又是指向一个新的block[]这样就可以记录更大的文件。但是这样带来的后果却是删除大文件的操作会变得很慢。为什么呢？有两点：
1.刚才说了由于采用这种映射关系i_block[EXT3_N_BLOCKS]，所以当文件很大，映射的层次就会增多，这也会增加相应操作的代价，比如说分配存储空间、删除数据文件。
2.因为我们在创建一系列文件的时候，对应inode的存储空间都是顺序分配的，这些inode都是顺序相邻的，但是对于这些文件本身则不是顺序的。这个就相当于数据库中的堆表的行和索引的关系，在索引中每个行按索引字段顺序存储的，但是他们对应的数据文件中的行却是随机(random)的(这里的行相当于文件系统中的一个文件，而索引里面的行则相当于inode)，而我们在删除一个文件时，不仅要删除数据文件也要删除对应的inode，所以这就增加了随机查找的代价。
在第1点里面，是因为文件大导致删除文件慢，第2点则解释了文件多而导致删除文件慢
那ext4是怎么改进的呢？根据百科上对ext4的介绍，它与ext3一个很大的不同点在于使用了extent分配存储空间（是不是发现它很熟悉，因为Oracle、innodb里面都有这个概念），extent最大的优势在于连续分配，这样效率便会极大的提高。在其他方面的改进？参考百科~
/*
* Structure of an inode on the disk
*/
struct ext4_inode {
__le16 i_mode; /* File mode */
__le16 i_uid; /* Low 16 bits of Owner Uid */
__le32 i_size_lo; /* Size in bytes */
__le32 i_atime; /* Access time */
__le32 i_ctime; /* Inode Change time */
__le32 i_mtime; /* Modification time */
__le32 i_dtime; /* Deletion Time */
__le16 i_gid; /* Low 16 bits of Group Id */
__le16 i_links_count; /* Links count */
__le32 i_blocks_lo; /* Blocks count */
__le32 i_flags; /* File flags */
union {
struct {
__le32 l_i_version;
} linux1;
struct {
__u32 h_i_translator;
} hurd1;
struct {
__u32 m_i_reserved1;
} masix1;
} osd1; /* OS dependent 1 */
__le32 i_block[EXT4_N_BLOCKS];/* Pointers to blocks */
__le32 i_generation; /* File version (for NFS) */
__le32 i_file_acl_lo; /* File ACL */
__le32 i_size_high;
__le32 i_obso_faddr; /* Obsoleted fragment address */
union {
struct {
__le16 l_i_blocks_high; /* were l_i_reserved1 */
__le16 l_i_file_acl_high;
__le16 l_i_uid_high; /* these 2 fields */
__le16 l_i_gid_high; /* were reserved2[0] */
__u32 l_i_reserved2;
} linux2;
struct {
__le16 h_i_reserved1; /* Obsoleted fragment number/size
which are removed in ext4 */
__u16 h_i_mode_high;
__u16 h_i_uid_high;
__u16 h_i_gid_high;
__u32 h_i_author;
} hurd2;
struct {
__le16 h_i_reserved1; /* Obsoleted fragment number/size
which are removed in ext4 */
__le16 m_i_file_acl_high;
__u32 m_i_reserved2[2];
} masix2;
} osd2; /* OS dependent 2 */
__le16 i_extra_isize;
__le16 i_pad1;
__le32 i_ctime_extra; /* extra Change time (nsec << 2 | epoch) */
__le32 i_mtime_extra; /* extra Modification time(nsec << 2 | epoch) */
__le32 i_atime_extra; /* extra Access time (nsec << 2 | epoch) */
__le32 i_crtime; /* File Creation time */
__le32 i_crtime_extra; /* extra FileCreationtime (nsec << 2 | epoch) */
__le32 i_version_hi; /* high 32 bits for 64-bit version */
};
从ext4_inode的数据结构来看，ext3的inode数据结构在ext4的inode里面都存在，我想这或许是为了ext4的兼容ext3而做的吧。
我只是简单的解释了一下为什么ext3在处理大文件和文件数量很多时相关操作的弊端，那么你有什么看法呢？欢迎交流~
参考文章
[1] http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/filesystem/ext2/index.html
[2] http://www.landley.net/kdocs/ols/2002/ols2002-pages-425-438.pdf
[3] http://baike.baidu.com/view/2220807.htm