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去年的WWDC苹果全球开发者大会上 引入了新的 APFS 文件系统。有更新 在 iOS 10.3 上 Apple 生态系统中的第一批设备将转向它。

文件系统是一种在磁盘上提供数据存储并与其一起工作的结构。 Apple 目前为此使用 HFS+ 系统,该系统已于 1998 年部署,取代了 1985 年的 HFS(分层文件系统)。

因此,APFS(Apple File System)应该会取代三十多年前创建的系统,并且预计会在 2017 年在所有 Apple 平台上实现这一目标。它的开发才开始不到三年,但Apple 至少从 2006 年起就尝试更换 HFS+。

然而,首先采用 ZFS(Zettabyte 文件系统)(可能是目前最受认可的文件系统)的努力失败了,随后两个项目开发了自己的解决方案。所以APFS有着悠久的历史和很多的期待。然而,许多人仍然不确定苹果在其生态系统中采用 APFS 的雄心勃勃的计划,并指出其他系统(尤其是 ZFS)中缺少的已知功能。但 APFS 的承诺仍然是向前迈出的重要一步。

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APFS 是一个专为现代存储设计的系统——当然,它是专门为 Apple 硬件和软件构建的,因此它应该非常适合 SSD、大容量和大文件。例如,它原生支持 TRIM 并持续执行,从而保持磁盘的高性能。相对于 HFS+ 的主要功能和优势是:克隆、快照、空间共享、加密、故障转移保护以及已用/可用空间的快速计算。

当在磁盘上创建与复制的数据相同的第二个数据文件时,克隆将取代传统的复制。相反,克隆仅创建元数据(有关文件参数的信息)的副本,并且如果修改其中一个克隆,则仅将修改写入磁盘,而不是再次将整个文件写入磁盘。克隆的优点是节省磁盘空间,并且创建文件“副本”的过程要快得多。

当然,此过程仅适用于一个磁盘 - 在两个磁盘之间复制时,必须在目标磁盘上创建原始文件的完整副本。克隆的一个可能的缺点可能是它们对空间的处理,删除任何大文件的克隆几乎不会释放任何磁盘空间。

快照是磁盘在某个时间点的状态的图像,这将允许文件继续处理它,同时仍然保留其形式,就像拍摄快照时一样。仅将更改保存到磁盘,不会创建重复数据。所以这是一种比Time Machine目前使用的更可靠的备份方法。

空间共享可以实现多种 磁盘分区 共享相同的物理磁盘空间。例如,当具有 HFS+ 文件系统的磁盘被分为三个分区并且其中一个分区空间不足(而其他分区有空间)时,可以删除下一个分区并将其位置附加到运行的分区空间不足。对于所有分区,AFPS 显示整个物理磁盘上的所有可用空间。

这意味着在创建分区时,无需估计其所需的大小,因为它完全是动态的,具体取决于给定分区中所需的可用空间。例如,我们有一个总容量为100GB的磁盘,分为两个分区,一个分区10GB,另一个分区20GB。在这种情况下,两个分区都将显示 70 GB 的可用空间。

当然,HFS+ 已经提供了磁盘加密,但 APFS 提供了更为复杂的形式。 APFS 能够使用每个文件的多个密钥和元数据的单独密钥来加密磁盘,而不是 HFS+ 的两种类型(无加密和单密钥全盘加密)。

故障保护是指写入磁盘时发生故障时发生的情况。在这种情况下,经常会发生数据丢失的情况,尤其是在数据被覆盖的情况下,因为有时删除和写入的数据在传输过程中,断电时就会丢失。 APFS 通过使用写入时复制 (COW) 方法来避免此问题,其中旧数据不会直接被新数据替换,因此在发生故障时不存在丢失数据的风险。

APFS(当前)缺乏的其他现代文件系统中存在的功能包括压缩和复杂的校验和(复制元数据以验证原始文件的完整性 - APFS 可以做到这一点,但不能用于用户数据)。 APFS 还缺乏数据冗余(重复)(请参阅克隆),这可以节省磁盘空间,但在数据损坏时无法修复数据。与此相关的是,据说苹果公司对其产品中安装的存储的质量很有吸引力。

更新到 iOS 10.3 时,用户将首先在 iOS 设备上看到 APFS。接下来的具体计划目前还不清楚,只是在 2018 年,整个苹果生态系统应该运行在 APFS 上,即带有 iOS、watchOS、tvOS 和 macOS 的设备。由于优化,新的文件系统应该更快、更可靠、更安全。

资源: Apple, 跟踪 (2)
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