APFS (файловая система Apple) - это система для организации и структурирования данных в системе хранения. APFS, первоначально выпущенный с macOS Sierra, заменяет 30-летнюю HFS +.
HFS + и HFS (чуть более ранняя версия Иерархической файловой системы) были первоначально созданы в дни гибких дисков, которые были основным носителем для Mac, когда прядильные жесткие диски были дорогостоящим вариантом, предлагаемым третьими лицами.
Раньше Apple флиртовала с заменой HFS +, но APFS, которая уже включена в iOS, tvOS и watchOS, теперь является файловой системой по умолчанию для macOS High Sierra и позже.
APFS оптимизирована для сегодняшней и завтрашней технологии хранения
HFS + был реализован, когда 800 кб-флоппи были королем. Современные Mac могут не использовать дискеты, но вращение жестких дисков начинает казаться столь же архаичным. Когда Apple подчеркивает флэш-память во всех своих продуктах, файловая система, оптимизированная для работы с вращающимися носителями, и присущая латентность в ожидании вращения диска просто не имеет большого смысла.
APFS разработан с использованием технологии SSD и других флэш-систем хранения данных. Несмотря на то, что APFS оптимизирован для работы твердотельного хранилища, он хорошо работает с современными жесткими дисками.
Будущая проверка
APFS поддерживает 64-разрядный номер inode. Индекс - уникальный идентификатор, который идентифицирует объект файловой системы. Объект файловой системы может быть любым; файл, папку. С 64-битным индексом APFS может содержать около 9-ти киниллионных объектов файловой системы, пронизывающих старый предел в 2,1 миллиарда.
Девять квинтильонов могут показаться довольно большим числом, и вы можете по праву спросить, какое хранилище будет иметь достаточно места для фактического хранения многих объектов. Ответ требует пристального внимания тенденциям хранения. Рассмотрим это: Apple уже начала переводить технологии хранения на уровне предприятия на продукты потребительского уровня, такие как Mac и его способность использовать многоуровневое хранилище. Это было впервые замечено в приводах Fusion, которые перемещали данные между высокопроизводительным SSD и более медленным, но гораздо большим жестким диском. Часто используемые данные хранились на быстром SSD, а файлы, используемые реже, хранились на жестком диске.
С macOS Apple расширила эту концепцию, добавив хранилище iCloud в микс. Разрешение фильмов и телевизионных шоу, которые вы уже наблюдали, чтобы их сохранить в iCloud, освобождая местное хранилище. Хотя этот последний пример не требует унифицированной системы нумерации inode на всех дисках, используемых этой многоуровневой системой хранения, он показывает общее направление, в которое может двигаться Apple; объединить несколько технологий хранения, которые наилучшим образом отвечают потребностям пользователя, а ОС - рассматривать их как одно файловое пространство.
Возможности APFS
APFS имеет ряд функций, которые отличают его от старых файловых систем.
- Clones - Clones позволяют почти мгновенно копировать файлы, не используя дополнительное пространство. Вместо того, чтобы копировать файл по битам из одного места в другое, клоны вместо этого ссылаются на исходный файл, разделяя блоки данных, которые идентичны между двумя файлами. Внесите изменения в один файл, и только новый блок данных, который был изменен, записывается в новый клон, а как исходный, так и клон продолжают делиться неизменными блоками данных. Это не только делает копирование и сохранение файлов особенно быстрым, но и экономит на потребностях в памяти.
- Снимки - APFS может создать моментальный снимок тома, который представляет собой момент времени. Снимки могут использоваться для облегчения эффективного резервного копирования, а также позволяют вернуться к тому, как все было в определенный момент времени. Снимки - это указатели только для чтения на исходный том и его данные. Новый снимок не занимает реального пространства, кроме объема пространства, необходимого для хранения указателя на исходный том. С течением времени и изменения внесены в исходный том, моментальный снимок обновляется только с изменениями, которые происходят.
- Шифрование - APFS поддерживает сильное полное шифрование диска с использованием режимов AES-XTS или AES-CBC. Оба файла и метаданные будут зашифрованы. Поддерживаемые методы шифрования включают:
- Очистить (без шифрования).
- Single-ключ.
- Multi-key, с ключами для каждого файла и метаданных.
- Совместное использование пространства - совместное использование пространства ставит перед собой цель предопределять размеры разделов; вместо этого все тома разделяют основное свободное пространство на диске. Совместное использование пространства позволит нескольким томам на диске расти и динамически сокращаться по мере необходимости, без необходимости переделки.
- Copy-On-Write - эта схема защиты данных позволяет объединять структуры данных до тех пор, пока не будет сделано никаких изменений. После запроса изменения (записи) создается новая уникальная копия, гарантирующая сохранение оригинала. Только после завершения записи обновляется информация о файле, чтобы указать на новые данные.
- Atomic Safe-Save - это похоже на идею копирования на запись, но применяется к любой операции с файлом, например, переименование или перемещение файла или каталога. Используя переименование в качестве примера, файл, который должен быть переименован, копируется с новыми данными (имя файла); пока процесс копирования не будет завершен, будет обновлена система файлов, чтобы указать на новые данные. Это гарантирует, что если по какой-либо причине, такой как сбой питания или какой-либо тип икота процессора, запись не будет завершена, исходный файл останется нетронутым.
- Sparse Files - этот более эффективный способ распределения файлового пространства позволяет файловому пространству расти только тогда, когда это действительно необходимо. В незарезервированных файловых системах файловое пространство должно быть зарезервировано заранее, даже если данные не готовы к хранению.
