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Ext4的名称来源于'''4'''th '''ext'''ended filesystem，它是广泛应用于[[Linux]]的[[Ext3]]文件系统的后继。同Ext3类似，Ext4也是日志文件系统。<ref>http://kernelnewbies.org/Ext4 </ref> <ref>http://en.wikipedia.org/wiki/Ext4 </ref>而与Ext3仅仅是将日志功能加入到[[Ext2]]中不同，Ext4对Ext3做了很多深层次的改进，文件系统的数据结构也有变化。目前的Ext4文件系统设计更合理、性能有所提高、可靠性得到增强，还引入了一些新功能。<ref>[http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-anatomy-ext4/index.html?S_TACT=105AGX52&S_CMP=content IBM Developer Networks上的Anatomy of ext4]</ref>

在Windows也可访问Ext4文件系统，见[[从Windows访问ext文件系统]]。

==新特性==
做为新一代文件系统，Ext4文件系统具有很多新特性：
===新功能===
;大文件系统与大文件支持:Ext4文件系统最大支持1 exabyte（1000<sup>6</sup>B=1000<sup>3</sup>GB）<ref>[http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-ext4/ "Migrating to Ext4"]. ''DeveloperWorks''. IBM. http://www.ibm.com/developerworks/linux/library/l-ext4/. Retrieved on 2008-12-14.</ref>的卷，最大文件可达16TB。
;在线碎片整理(Online defragmentation):（开发中）尽管ext4引入了很多避免碎片产生的技术，一个用了很长时间的文件系统总归要产生一些碎片。Ext4将提供一个可以为单个文件及整个文件系统进行碎片整理的工具。虽然目前已经有不少在线整理磁盘的解决方法，但主流内核还未加入对他们的支持。
;打破子文件夹数限制:ext3中一个文件夹的子文件夹数不能超过32000，在ext4中，这一限制被取消。
;时间戳的改进:由于计算机总是越来越快，不过任务对时间精度的要求不断提升，精确到“秒”的时间戳越来越显得不够用了。为此，Ext4引入了精确到“纳秒”的时间戳。另外，ext4还在将秒的表示增加了2个比特，这就避免了“2038年问题”，使时间的表示范围增加了约500年。ext4还引了对'''文件创建时间戳'''的支持。不过正如Theodore Ts'o所指出的，要使更多的程序支持这一特性，可能还需要修改诸如''stat()''之类的系统调用函数，而如glibc等依赖于它们的库也需要做相应的更新。正因如此，“文件创建时间戳”走入用户应用程序可能还需要一段时间。<ref name="osdirmailinglistext4timestamps">[http://osdir.com/ml/file-systems.ext3.user/2006-10/msg00015.html Theodore Ts'o answer on creation time stamps for ext4]</ref>

;无日志模式:有些特殊应用可能希望通过取消日志来提高性能，Ext4提供无日志模式以适应这些特殊需求（从2.6.29内核开始支持）。

===性能提升===
;更快速的文件系统检查:fsck检查磁盘速度慢的一个重要原因是它在第一步要扫描所有的[[inode]]。ext4对未分配的inode做了适当标记，这让fsck检查磁盘时可以将它们整块地忽略掉，大大加快了磁盘检查的时间。<ref>[http://kerneltrap.org/Linux/Improving_fsck_Speeds_in_Ext4 Improving fsck Speeds in Ext4(英文)]</ref>

;Extents:Ext2/3等老Linux文件系统使用间接块映射模式(block mapping)，文件的每一个块都要被记录下来，这使得对大文件的操作（如删除）效率低下。Ext4引入Extents这一概念来代替ext2/3使用的传统的块映射(block mapping)方式。“extent”是一个大的连续的物理块区域，它的引入加快了处理大文件的性能、减少了碎片。当块大小为4KB时，ext4中的一个extent最大可以映射128MB的连续物理存储空间。
;持续预分配空间(Persistent pre-allocation):ext4文件系统允许为文件预分配磁盘空间。目前多数文件系统实现这一功能的方法是在要分配的空间中添满0。 在ext4中不再采用这一方法，而是用一个新的''fallocate()''内核系统调用来实现（支持ext4和[[XFS]]），且其分配的空间很可能是连续的。这一技术在流媒体、P2P等多种场合中都有广泛应用。
;延时分配(Delayed allocation):该技术也称为allocate-on-flush，可以提升文件系统的性能。只有数据将要被真正写入磁盘时，文件系统才为其分配块，这与其它文件系统在早期就分配好必要的块是不同的。另外，由于ext4的这种做法可以根据真实的文件大小做块分配决策，它还减少了碎片的产生。
;多块分配(Multiblock allocator):Ext3文件系统为每次写操作最多分配一个4K块(block)，在处理大文件时会导致性能的下降。Ext4在一次操作中可以分配多个块，并尽力让这些块连续，这有助于减少磁盘碎片。当启用了延时分配或使用O_DIRECT时这一功能即被启用。
===可靠性增强===
;日志校验:日志通常用于在硬件故障发生后恢复数据，它是日志文件系统中最重要的部分之一，按照损坏的日志执行恢复操作可能导致严重的后果。所以Ext4为日志增加了校验和以提升可靠性。这一特性还可以安全地避免写日志进程的磁盘I/O等待时间，并略微提高了性能。

===兼容性===
;前向兼容:ext4文件系统与ext3部分向前兼容。即只要不启用extents（ext4的一项新特性），ext4文件系统就可以做为ext3文件系统挂载。
;后向兼容:ext4后向兼容与[[ext3]]和[[ext2]]，即可以将ext3或ext2文件系统做为ext4分区挂载。由于此时可以使用ext4的一些新特性（如新的块分配算法），这样做时还可以稍稍提升性能。


==评价==
===测试数据===
有关ext4文件系统的测试结果，可以参考[http://www.phoronix.com/scan.php?page=article&item=ext4_benchmarks&num=1 Phoronix上的文章]，或者可以看[http://linuxtoy.org/archives/ext4-benchmarks.html LinuxToy上的翻译]。

另外，在“知道分子”博客上也有一篇文章[http://hutuworm.blogspot.com/2009/02/ext2-vs-ext3-vs-ext4.html Ext2 v.s. Ext3 v.s. Ext4 性能比拼]可供查阅。

===已知问题===
虽然ext4已经正式进入2.6.28版内核，但近来出现了ext4丢失数据的报道<ref>[http://linuxtoy.org/archives/ext4-data-loss.html LinuxToy有关ext4可能丢失数据的报道]</ref>，目前这一问题的原因已经查明<ref>[http://www.h-online.com/open/Ext4-data-loss-explanations-and-workarounds--/news/112892 对Ext4文件丢失数据原因的介绍]</ref>，补丁会加入到2.6.30版本内核中。

==使用ext4==
要使用ext4，推荐在新建分区时将其格式化为ext4。也可以将ext3升级为ext4，参见 http://ext4.wiki.kernel.org/index.php/Ext4_Howto

==相关资料==
<references />
==详情==
<pre>
开发者	Mingming Cao, Andreas Dilger, Alex Zhuravlev (Tomas), Dave Kleikamp, Theodore Ts'o, Eric Sandeen, Sam Naghshineh, others
全称	Fourth extended file system
发布	稳定版: 2008年10月21日<br>
不稳定版: 2006年10月10日 (Linux 2.6.28, 2.6.19)
分区标识	0x83 (MBR)
EBD0A0A2-B9E5-4433-87C0-68B6B72699C7 (GPT)
结构<br>
目录内容	链表, hashed B-tree
文件分配	Extents/Bitmap
坏块	表格
限制
最大文件尺寸	16 TiB (for 4k block filesystem)
最大文件数量	40亿 （在文件系统创建时指定）
最长文件名	256字节
最大卷容量	1 EiB
文件名字符集	除 NULL ('\0') 和 '/' 外之所有字符
功能
日期记录	修改(mtime), 属性修改 (ctime), 读取 (atime), 删除 (dtime), 创建 (crtime)
日期范围	1901年12月14日 - 2514年4月25日
日期分辨率	纳秒
岔流	否
属性	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
文件系统权限	POSIX
透明压缩	否<
透明加密	否
单一实例存储（SIS）	否
操作系统支持	Linux、Windows（通过Ext2Fsd）
</pre>
[[Category: 文件系统]]