22、文件系统优化与特殊功能解析

文件系统优化与特殊功能解析

一、文件系统恢复与在线碎片整理

文件恢复实用程序以单线程运行，一次恢复一个文件。在文件按顺序写入时，文件系统会自动为每个文件分配连续的块。而在线碎片整理则更复杂，需要文件系统的支持，但它能让用户在整个过程中持续访问文件系统。其原理步骤如下：
1. 选择一个合适的文件（即已碎片化的文件）。
2. 分配一个隐藏的索引节点（inode）和所需数量的连续块，作为候选文件的新家。
3. 将所有数据复制到隐藏的索引节点中。
4. 交换两个索引节点的内容。
5. 删除隐藏的索引节点及其所有数据块。

其中，步骤 4 是关键，必须原子性地完成。通过交换操作，旧的数据块被移到隐藏的索引节点中，以便在步骤 5 中可以将它们返回到空闲块池。

二、文件系统调优

2.1 现代文件系统特点

现代文件系统大多具有自调优功能，其重要设计目标是让文件系统开箱即用。一些特殊的文件系统版本会针对特定类型的应用程序进行预调优，例如 VERITAS 文件系统就有针对数据库、文件服务器等的特殊版本。

2.2 手动调优情况

如果计算机上的应用负载不符合标准模式，系统管理员可以进行少量调整来优化文件系统性能。不过，判断如何调整可能比较困难，通过实际应用负载进行实验有助于做出正确的调整。同时，对应用程序进行调优也很重要，例如应用程序应发出与文件系统块边界对齐的 I/O 请求，最好以 64 KB 等大的块进行。

2.3 文件系统块大小

文件系统总是以文件系统块的倍数对存储卷执行 I/O 操作。与硬盘的固定块大小不同，文件系