Ext4文件系統(tǒng)的目錄索引節(jié)點(diǎn)預(yù)留

目前多數(shù)文件系統(tǒng)都提供了整理數(shù)據(jù)文件碎片的工具，這對(duì)于提高對(duì)大文件的訪問性能是有一定幫助的。但是在某些場景中，僅僅整理數(shù)據(jù)文件碎片對(duì)系統(tǒng)性能的提高沒有顯著作用。在清除文件系統(tǒng)中長時(shí)間未整理的文件垃圾箱時(shí)，即使分區(qū)經(jīng)常進(jìn)行碎片整理，往往也要等待很長一段時(shí)間，甚至刪除不到10GB的數(shù)據(jù)需要等待超過一個(gè)小時(shí)。在構(gòu)建WEB代理服務(wù)時(shí)，整理磁盤碎片對(duì)提高訪問緩存內(nèi)容性能沒有幫助，要提高緩沖性能，就得提升硬件配置或增加計(jì)算機(jī)數(shù)量。同樣在通過源代碼編譯程序時(shí)，整理磁盤碎片對(duì)提高編譯速度沒有太大幫助，譬如雙核處理器上編譯Linux內(nèi)核源代碼時(shí)采用make-j4參數(shù)，幾乎沒有性能改善。究其原因，當(dāng)文件系統(tǒng)中大量的目錄和小文件被頻繁訪問時(shí)，文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)在磁盤上的分布就會(huì)顯著的影響數(shù)據(jù)訪問的性能。

本文介紹了在Ext4文件系統(tǒng)上通過為每個(gè)子目錄預(yù)留索引節(jié)點(diǎn)的方法來改進(jìn)元數(shù)據(jù)磁盤布局，并就兩個(gè)重要的應(yīng)用場景——更新Squid頁面緩沖和多線程編譯Linux內(nèi)核源代碼——對(duì)這種改進(jìn)的索引節(jié)點(diǎn)分配策略進(jìn)行性能評(píng)估?；谛阅茉u(píng)估的數(shù)據(jù)，可以看到通過改善文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)在磁盤上的布局，即使不升級(jí)硬件配置，也可以顯著提高文件系統(tǒng)的I/O性能。