EXt4 文件系统

Linux 支持几个不同的文件系统。这些文件系统中，一些是专用的网络文件系统或为其他操作系统开发的文件系统，但绝大部分还是用作 Linux 本地文件系统 — 您可以将 Linux 根（/）和系统目录放在这种文件系统里。目前（2008年），这一类文件系统包括 ext2、ext3、ReiserFS、XFS 和 Journaled File System （JFS）。但是文件系统一直在不断设计和开发中，新的文件系统也将陆续问世。

目前正在开发的最重要的 Linux 文件系统是 ext4 — 它是专门为 Linux 开发的原始的扩展文件系统（ext 或 extfs）的第四版。由于继承了以前版本，ext4 在不久的将来很可能会成为一个重要的 Linux 标准文件系统（51CTO编辑注：本文撰写于2008年，当时ext4尚处于试验阶段。截至到2010年6月，ext4目前已在多种发行版中被接受为默认文件系统之一，红帽的RHEL 6也将采用ext4作为默认文件系统，可以说ext4技术现在已经成熟）。

Ext4 与 ext3 的对比

扩展文件系统（ext 或 extfs）第四版产生的原因是开发人员在 ext3 中并入了新的高级功能。但在实现的过程出现了几个问题：

• 一些新功能违背向后兼容性。
• Ext3 代码变得更加复杂并难以维护。
• 这些更改使原本十分可靠的 ext3 变得不可靠。

由于这些原因，从 2006 年 6 月份开始，开发人员决定把 ext4 从 ext3 中分离出来进行独立开发。Ext4 的开发工作从那时起开始进行，但大部分 Linux 用户和管理员都不怎么注意这件事情。随着 2.6.19 内核在 2006 年 11 月的发布，ext4 第一次出现在主流内核里，但是它当时还处于试验阶段（现在还是），因此很多人都忽视了它。

由于还处于开发阶段，从 2.6.24.4 内核开始，ext4 的功能列表就一直在变动。 Ext4 的当前和预期功能包括从 ext3 发展而来的功能，见下表：

◆大型文件系统

ext4文件系统可支持最高1 Exbibyte的分区区与最大16 Tebibyte的文件。

◆Extents

ext4引进了Extent文件存储方式，以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一连串的连续物理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中可存储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分区区。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效能。

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分区区）。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软盘空间。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内核中的一个新的系统调用“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软盘（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。这种方式可以增加效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）。为了避免效能受到大量目录的影响，ext4默认打开Htree（一种特殊的B-tree）索引功能。该功能已经实现于Linux内核2.6.23版。

◆日志校验和

Ext4使用校验和特性来提高文件系统可靠性，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）[5]

◆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件系统中存在。Ext4将会有一个具有磁盘整理功能的工具[来源请求].

◆快速文件系统检查

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，而节约大量的文件系统检查的时间。这个特性已经在2.6.24版本的Linux内核中实现。

（以上列表引用自维基百科）

功能列表的一些功能在实际使用中不具备与 ext3 的向后兼容性 — 即可能无法使用 ext3 文件系统类型的代码挂载 ext4 文件系统。但是 ext4 保留了向前兼容性 — 您可以像挂载 ext4 文件系统一样挂载 ext3 文件系统。