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Apple 檔案系統 (APFS) 概觀

Apple 檔案系統 (APFS) 是 Apple 於 2016 年推出的專有檔案系統，旨在取代 macOS 和 iOS 裝置中的 HFS+。

監管合規性和許可證

APFS 是由 Apple 開發的專有檔案系統，因此不需要外部許可證或認證。

APFS 功能

主要功能

• 複製寫入 (COW)

  當發出複製指令時，檔案不會立即複製。相反，檔案會在進行更改時在原位修改。

• 空間共用

  APFS 允許動態調整分割區大小，而無需重新格式化磁碟。此功能可確保有效地跨分割區利用可用空間。

• 快照

  快照是在特定時間點的卷的唯讀實例。它們有助於將資料還原到先前的狀態，而不會影響原始資料。

• 快速目錄大小

  APFS 維護目錄大小資訊，與 HFS+ 相比，這允許更快的目錄大小計算。

• 原子安全儲存原語

  確保檔案操作是原子的，這表示它們要麼完全提交，要麼完全回滾，以防止在電源故障時發生資料損失。

額外功能

• 加密

  APFS 支援卷的三種加密模式：無加密、單鍵加密和單獨的元資料和檔案資料加密。

• TRIM 支援

  APFS 支援 TRIM（修剪命令）以刪除 SSD 上的未用區塊，從而提高效能並減少磁碟磨損。

APFS 技術細節

APFS 結構

• 區塊標頭

  每個 APFS 檔案系統都以區塊標頭開頭，其中包含校驗和、區塊 ID、版本、區塊類型和旗標。

• 容器超級區塊

  容器超級區塊作為檔案系統的入口點，其中包含區塊大小、區塊計數和空間管理員指標等資訊。

• 卷超級區塊

  每個卷都有自己的超級區塊，其中包含卷名稱、ID、時間戳記以及指向區塊映射和根目錄的指標。

• 檢查點

  檢查點儲存容器及其卷的狀態，類似於快照。它們包括有關容器和卷的元資料。

APFS 組件

• 空間管理員

  管理 APFS 容器中已分配的區塊，包括可用區塊計數和分配資訊。

• 分配資訊檔案

  儲存有關已分配區塊的資訊，包括長度和版本詳細資訊。

• 位元圖結構

  用於追蹤容器中的區塊分配狀態。它儲存在位元圖描述符 (BMD) 和位元圖區塊 (BMB) 中。

使用 APFS 的優缺點

優點

• 針對快閃記憶體儲存優化

  APFS 旨在有效地與 SSD 協同工作，從而提高效能並減少磁碟磨損。

• 增強的安全性

  支援強大的加密選項，包括單獨的元資料和檔案資料加密。

• 提高效能

  TRIM 支援和原子安全儲存原語等功能可增強整體系統穩定性和效能。

缺點

• 複雜性

  作為專有系統，APFS 在管理和排除故障方面可能比開源替代方案更複雜。

• 相容性問題

  某些舊系統或第三方軟體可能與 APFS 不完全相容，需要額外的設定或更新。

結論

APFS 是一個高度優化的檔案系統，專為 SSD 等現代儲存技術而設計。它整合了各種先進功能，以提高效能、安全性以及資料管理。

對於需要強大且高效檔案系統的 macOS 和 iOS 裝置使用者來說，APFS 是推薦的選擇。但是，舊系統的使用者或需要特定相容性的使用者可能需要考慮其他選項。

關於 APFS 的常見問題

• 問：什麼是 APFS？

  答：APFS 是 Apple 的專有檔案系統，旨在優化快閃記憶體儲存裝置上的效能。

• 問：APFS 如何處理檔案複製？

  答：APFS 使用複製寫入方法，其中檔案不會立即複製，而是在進行更改時才複製。

• 問：APFS 中的快照是什麼？

  答：快照是在特定時間點的卷的唯讀實例，有助於將資料還原到先前的狀態。

參考資料

• https://daesiker.tistory.com/37
• https://m.blog.naver.com/bcc0688/221672690219
• https://daesiker.tistory.com/38