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文章插圖
概述所謂日志文件系統(tǒng)是在傳統(tǒng)文件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加入文件系統(tǒng)更改的日志記錄，它的設(shè)計(jì)思想是：跟蹤記錄文件系統(tǒng)的變化，并將變化內(nèi)容記錄入日志。日志文件系統(tǒng)在磁盤分區(qū)中保存有日志記錄，寫操作首先是對記錄文件進(jìn)行操作，若整個寫操作由于某種原因(如系統(tǒng)掉電)而中斷，系統(tǒng)重啟時，會根據(jù)日志記錄來恢復(fù)中斷前的寫操作。在日志文件系統(tǒng)中，所有的文件系統(tǒng)的變化都被記錄到日志，每隔一定時間，文件系統(tǒng)會將更新后的元數(shù)據(jù)及文件內(nèi)容寫入磁盤。在對元數(shù)據(jù)做任何改變以前，文件系統(tǒng)驅(qū)動程序會向日志中寫入一個條目，這個條目描述了它將要做些什么，然后它修改元數(shù)據(jù) 。目前Linux的日志文件系統(tǒng)主要有：在Ext2基礎(chǔ)上開發(fā)的Ext3 ，根據(jù)面向?qū)ο笏枷朐O(shè)計(jì)的ReiserFS ，由SGI IRIX系統(tǒng)移植過來的XFS ，由IBM AIX系統(tǒng)移植過來的JFS ，其中EXT3完全兼容EXT2 ，其磁盤結(jié)構(gòu)和EXT2完全一樣，只是加入日志技術(shù)；而后三種文件系統(tǒng)廣泛使用了B樹以提高文件系統(tǒng)的效率。
Ext3Ext3文件系統(tǒng)是直接從Ext2文件系統(tǒng)發(fā)展而來，目前Ext3文件系統(tǒng)已經(jīng)非常穩(wěn)定可靠，它完全兼容Ext2文件系統(tǒng) ，用戶可以平滑地過渡到一個日志功能健全的文件系統(tǒng) 。Ext3日志文件系統(tǒng)的思想就是對文件系統(tǒng)進(jìn)行的任何高級修改都分兩步進(jìn)行。首先，把待寫塊的一個副本存放在日志中；其次，當(dāng)發(fā)往日志的I/O 數(shù)據(jù)傳送完成時（即數(shù)據(jù)提交到日志），塊就寫入文件系統(tǒng) 。當(dāng)發(fā)往文件系統(tǒng)的I/O 數(shù)據(jù)傳送終止時（即數(shù)據(jù)提交給文件系統(tǒng)），日志中的塊副本就被丟棄。
2.1 Ext3日志模式Ext3既可以只對元數(shù)據(jù)做日志，也可以同時對文件數(shù)據(jù)塊做日志。具體來說， Ext3提供以下三種日志模式：

日志（Journal ）

文件系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)的改變都記入日志。這種模式減少了丟失每個文件所作修改的機(jī)會，但是它需要很多額外的磁盤訪問。例如，當(dāng)一個新文件被創(chuàng)建時，它的所有數(shù)據(jù)塊都必須復(fù)制一份作為日志記錄。這是最安全和最慢的Ext3日志模式。

預(yù)定（Ordered ）

只有對文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)的改變才記入日志。然而， Ext3文件系統(tǒng)把元數(shù)據(jù)和相關(guān)的數(shù)據(jù)塊進(jìn)行分組，以便把元數(shù)據(jù)寫入磁盤之前寫入數(shù)據(jù)塊。這樣，就可以減少文件內(nèi)數(shù)據(jù)損壞的機(jī)會；例如，確保增大文件的任何寫訪問都完全受日志的保護(hù) 。這是缺省的Ext3 日志模式。

寫回（Writeback ）

只有對文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)的改變才記入日志；這是在其他日志文件系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的方法，也是最快的模式。
2.2 日志塊設(shè)備（JBD）
Ext3 文件系統(tǒng)本身不處理日志，而是利用日志塊設(shè)備（Journaling Block Device）或叫JBD 的通用內(nèi)核層。Ext3文件系統(tǒng)調(diào)用JDB例程以確保在系統(tǒng)萬一出現(xiàn)故障時它的后續(xù)操作不會損壞磁盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 。Ext3 與JDB 之間的交互本質(zhì)上基于三個基本單元：日志記錄，原子操作和事務(wù) 。
日志記錄本質(zhì)上是文件系統(tǒng)將要發(fā)出的低級操作的描述。在某些日志文件系統(tǒng)中，日志記錄只包括操作所修改的字節(jié)范圍及字節(jié)在文件系統(tǒng)中的起始位置。然而， JDB 層使用的日志記錄由低級操作所修改的整個緩沖區(qū)組成。這種方式可能浪費(fèi)很多日志空間（例如，當(dāng)?shù)图壊僮鲀H僅改變位圖的一個位時），但是，它還是相當(dāng)快的，因?yàn)镴BD 層直接對緩沖區(qū)和緩沖區(qū)首部進(jìn)行操作。

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