ext4

第四代擴充套件檔案系統（英語：Fourth extended filesystem，縮寫為ext4）是Linux系統下的日誌檔案系統，是ext3檔案系統的後繼版本。

ext4

開發者	Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others
全稱	Fourth extended file system
發布	穩定版： 2008年10月21日 不穩定版： 2006年10月10日 (Linux 2.6.28, 2.6.19)
分區標識	0x83（MBR） EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7（GPT）
結構
目錄內容	鏈結串列, hashed B-tree
檔案分配	Extents/Bitmap
壞塊	表格
限制
最大檔案尺寸	16 TiB（for 4k block filesystem）
最大檔案數量	40億（在檔案系統建立時指定）
最長檔名	256位元組
最大卷容量	1 EiB
檔案名字符集	除NULL（'\0'）和 '/'外之所有字元（大小寫敏感）
功能
日期記錄	修改（mtime），屬性修改（ctime），讀取（atime），刪除（dtime），建立（crtime）
日期範圍	1901年12月14日 - 2514年4月25日
日期解像度	納秒
岔流	否
屬性	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
檔案系統權限	POSIX
透明壓縮	否
透明加密	否
單一實例儲存（SIS）	否
作業系統支援	Linux、Android、Windows（通過Ext2Fsd）

歷史

ext4原始的開發目標是一系列的向下相容ext3、移除其64位元限制與提升其效能的延伸套件^[1]。然而，某些Linux開發者因穩定性原因而拒絕將這些延伸套件應用在ext3上^[2]，並要求其作為ext3的分支，改名為ext4並另行開發，以免影響到目前的ext3用戶。該要求被接受以後，ext3維護者曹子德（Theodore Ts'o）在2006年6月28日公開了ext4的開發計劃^[3]。

在Linux核心2.6.19版中，首次匯入ext4的一個先期開發版本^[4]。在2008年10月11日，ext4被當成穩定版本，加入Linux 2.6.29版的原始碼中，ext4的開發階段進入尾聲^[5]。2008年12月25日，Linux 2.6.29版公開釋出之後，ext4成為Linux官方的建議預設檔案系統。

2010年1月15日，Google宣布將他們公司使用的檔案系統，由ext2，升級為ext4。在同年12月14日，Google也宣布他們將在Android 2.3版中，使用ext4來取代之前的YAFFS。

特色

大型檔案系統

ext4檔案系統可支援最高1 EB大小的分區^[6]與最大16 TB大小的檔案。

Extents

ext4引進了Extent檔案儲存方式，以取代ext2/3使用的block mapping方式。Extent指的是一連串的連續實體block，這種方式可以增加大型檔案的效率並減少分裂檔案。ext4支援的單一Extent，在單一block為4KB的系統中最高可達128MB^[1]。單一inode中可儲存4筆Extent；超過四筆的Extent會以Htree方式被索引。

向下相容

ext4向下相容於ext3與ext2，因此可以將ext3和ext2的檔案系統掛載為ext4分區。由於某些ext4的新功能可以直接運用在ext3和ext2上，直接掛載即可提升少許效能。

ext3檔案系統可以部分向上相容於ext4（也就是說ext4檔案系統可以被掛載為ext3分區）。然而若是使用到Extent技術的ext4將無法被掛載為ext3。

預留空間

ext4允許對一檔案預先保留磁碟空間。目前大多數檔案系統做到這點的方式是直接產生一個填滿0的檔案；ext4和XFS可以使用Linux核心中的一個新的系統呼叫「fallocate()」取得足夠的預留空間。

延遲取得空間

ext4使用一種稱為allocate-on-flush（英語：Allocate on flush）的方式，可以在資料將被寫入磁碟（sync）前才開始取得空間；大多數檔案系統會在之前便取得需要的空間。這種方式可以增加效能並減少檔案分散程度。

突破32000子目錄限制

ext3的一個目錄下最多只能有32000個子目錄。ext4的子目錄最高可達64000，且使用「dir_nlink」功能後可以達到更高（雖然父目錄的link count會停止增加）。為了避免效能受到大量目錄的影響，ext4預設開啟Htree（英語：Htree）（一種特殊的B樹）索引功能。該功能已經實作於Linux核心2.6.23版。

紀錄檔校驗和

Ext4使用校驗和特性來提高檔案系統可靠性，因為紀錄檔是磁碟上被讀取最頻繁的部分之一。這個特性還有一個好處就是可以安全地避免紀錄檔處理時磁碟I/O的等待，而稍微提高一些效能。紀錄檔校驗和的技術源於威斯康辛大學的一篇名為IRON File Systems的研究論文（見第六節transaction checksums校驗和處理）^[7]

線上磁碟整理

對於線上磁碟整理工具有許多草案，但是這些草案都沒有被包含在主流的內核當中。即使Ext4包含有許多避免磁碟碎片的技術，但是磁碟碎片還是難免會在一個長時間使用過的檔案系統中存在。Ext4將會有一個具有磁碟整理功能的工具^[8]。

快速檔案系統檢查

Ext4將未使用的區塊標記在inode當中，這樣可以使諸如e2fsck之類的工具在磁碟檢查時將這些區塊完全跳過，而節約大量的檔案系統檢查的時間。這個特性已經在2.6.24版本的Linux內核中實現。

參見

• Btrfs