APFS概述:
全新开发的APFS除了支持HFS+的全部功能外,还在以下方面有了突出的改进:
与使用32位文件ID的HFS+不同,APFS可支持64位索引节点(Inode)编号,借此一个卷最多可存储超过900亿亿个文件。
HFS+只能同时对整个存储设备的文件系统进行初始化,APFS提供了一种可扩展存储块分配程序(Extensible block allocator),可对数据结构进行延迟初始化(Lazy initialization),进而大幅改善大容量卷的性能。
APFS支持三种模式的加密:不加密;适用于元数据和用户数据的单密钥加密;以及适用于元数据、文件,甚至文件中特定部分的多密钥加密。
此外APFS还包含其他改善和新功能,例如稀疏文件、改进的TRIM操作,内建对扩展属性的支持等。脱胎换骨的APFS已经具备与BSD HAMMER、Linux btrfs或OpenZFS等现代化文件系统不相上下的功能和特性。
APFD的优势:
兼容性
新一代的APFD文件系统兼容性很强,小到 Apple Watch,大到 Mac Pro所有iPhone设备一律兼容。
数据加密
安全与隐私是APFS的设计基础。Apple的很多设备和操作系统早已具备加密功能,OS X 10.7 Lion开始提供全磁盘加密功能;iOS 4开始可通过专用数据保护技术将每个文件使用一个专用密钥进行加密。APFS对这两种功能进行整合,为文件系统元数据提供了一种统一的加密模式。
加密是APFS原生支持的特性,用户可以针对每个卷选择下列任何一种加密方法:不加密,统一用一个密钥加密,或多密钥加密(针对每个文件使用专用密钥加密,同时针对敏感的元数据使用一个单独的密钥)。多密钥加密可确保哪怕设备物理安全受到威胁,依然可以保障用户数据的完整性。取决于具体硬件,APFS加密可使用AES-XTS或AES-CBC算法。
这种加密机制还实现了一个额外的功能:更为快速的数据擦除。通常情况下当用户从设备中删除文件后,可以通过市面上提供的很多(免费或收费的)反删除软件找回删掉的内容。为避免这种情况,以往如果需要删除包含机密信息的文件,或需要将存储过私密数据的设备退役给他人使用,必须首先使用抹掉功能擦除存储设备,并可能要将这一过程执行多遍。取决于存储设备容量,整个过程将耗费极多时间。
对于使用APFS文件系统的存储设备,在启用加密功能后,安全擦除的过程将变得大为简便和快捷,不再需要耗费大量时间多次给存储设备填充随机数据,只需要删除加密所用的密钥即可。
APFS文件系统数据家加密功能
存储空间使用效率
现代化的文件系统往往会通过压缩和去重(Deduplication)等方式减小文件占用的空间量。压缩很好理解,去重是指找出大量文件中相同的数据块,并只将这样的块存储一次,在访问文件时,会根据实际情况动态“拼装”出最终的文件。这样的功能最适合保存大量用户文件或大量虚拟机映像的服务器环境。
APFS可以用恒定的速度对多个文件和目录创建副本。举例来说,如果要在同一个文件系统(或同一个容器)内部复制文件,实际上并不需要为数据创建副本,只需要对文件的元数据进行适当的更新就可以让磁盘上存储的数据实现“共享”,此时相同的文件“实际体积”不变,但产生了两个副本,对任何一个副本进行改动则需要为其分配新的存储空间(这种方式也叫做“写入时复制”)。
举个例子,在ios9的时候,你拍了一张10M大小的照片,你为照片增加一个滤镜,按HFS+储存模式就会保存为两个照片,占用你20M的空间;在ios10.3之后,你为照片增加滤镜,APFS文件系统只保留你滤镜的信息,同样生成两张图片,加起来才10.1M。
数据完整性
APFS 基本上所有操作都是绝对安全的。绝对安全是指:不会因为断电而损坏文件系统。APFS增强了操作时的记忆功能,从而确保数据的完整性。
快照及备份
APFS里两个重要的特性便是快照和备份,快照功能可将文件系统的状态“固定”在创建快照的那一刻,并可在保留固定状态的同时继续访问和修改文件系统。这种技术可以只记录新增或改动的数据块,因此可以为文件系统创建多个快照,而无需担心会占用大量存储空间。备份工具(例如Time Machine)通常会使用该功能记录自从上次备份之后文件系统的改动情况,并可用于在不打断用户操作的前提下对数据进行更为高效的备份。
每次iOS 系统升级,很多果粉会恐惧万分,就意味着设备因为更新可能会变卡。了解完APFS文件系统后,苹果用户可以大胆放心的更新了。因为APFS为你节省的内存空间,远不止一点点。
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