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有关FreeBSD的几点误区

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王波

虽然绝大多数人都知道FreeBSD的优势在于稳定性高，网络性能好，但对于FreeBSD其他
的一些技术特性，在认识上仍然存在着一些偏差 。

1.FreeBSD不具备日志文件系统，因此不适合用作高要求的应用目的

首先需要指出的是，日志文件系统最早也是在BSD上开发的，称为LFS 。在FreeBSD中本来
是支持它的，但后来由于版本升级的原因，它的代码由于缺乏维护而被暂时抛弃，至今
还可以在FreeBSD的源代码中可以找到LFS的一些遗迹 。目前，LFS还存在于NetBSD中继续
开发，如果有特别的需求，它完全可以再回到FreeBSD系统中 。
然而，FreeBSD开发者没有急于将LFS移植回FreeBSD是有道理的，因为FreeBSD系统中已
经增加了一些新的特性，足以提供LFS能提供的最重要的特性 。为了解释FreeBSD的这些
特性的本质，我们需要讨论一下文件系统 。
由于文件系统的读写性能对于整个系统的性能来讲，是一个非常重要的指标，因此系统
设计者就设法尽可能的提高文件系统的性能 。这样，人们就设计了磁盘访问缓冲来达到
这个目的，这样，使用缓冲的读写方法就称为异步（async）访问方法，相应的不采用缓
冲的磁盘读写方法就称为同步（sync）访问方法 。
显然，异步方法具有更高的读写性能，但是一旦发生故障的时候，由于有很多数据还保
存在缓冲区中，就导致这一部分数据丢失 。然而，如果是简单的部分数据丢失倒还罢了
，但是某些重要的数据丢失，就导致整个文件系统遭到破坏 。为什么会发生这样的情况
呢？
因为，在文件系统中，有两种不同的数据，一种为简单的文件内容数据，这些数据丢失
仅仅导致某个文件出现错误数据，不会影响其他文件的内容 。另一种数据则比较重要，
例如文件系统本身的I节点或者目录数据，假如I节点的数据块出现错误，就会导致大量
文件丢失，甚至导致文件系统整个受到破坏 。这些对文件系统完整性非常重要的数据被
称为元数据（metadata） 。
对于普通的文件系统来讲，并不能在缓冲区中区分出普通数据和元数据，这样就会发生
普通数据的更新比它对应的元数据更新的时间要早，这样一旦发生故障，文件系统的破
坏是不可避免的 。对于日志文件系统来讲，由于日志是顺序发生的，因而缓冲区向磁盘
写的顺序也是顺序的，这样，元数据的更新总是顺序的在数据更新之前被保存，这样就
使得即使发生故障，元数据也不会发生特别严重的错误，某些元数据的错误只能导致部
分文件丢失，而不会影响整个文件系统 。
由于日志文件系统的这个顺序特性，使得系统不会因为故障出现严重的错误，而且在出
现错误时，还具备更短的文件系统修复时间（fsck），系统修复时间对于存储量非常大
的文件系统非常重要 。这样一旦出现错误，系统重新启动并恢复提供服务的时间也很短
暂 。
对于FreeBSD系统来讲，则沿着另一个类似的方式来解决这个问题 。由于FreeBSD更关心
系统的稳定性、可靠性，FreeBSD系统并不推荐使用异步的方法来访问磁盘，但是这样磁
盘性能就比较差 。为了解决这个问题，FreeBSD改善了文件系统，将普通数据和元数据分
开，这样就可以对普通数据进行缓冲，而对元数据不进行缓冲，这样的方法就可以大大
改善文件系统性能，并且对文件系统的安全性也没有太大的影响 。
然而即使如此，文件系统的性能比起全部异步的方法还有一些差距，如何达到全部异步
访问的目的呢？FreeBSD研究者提出了softupdate的方法，softupdate的主要目的是将元
数据的改变按照它们之间的依赖关系，元数据对普通数据的依赖关系进行重新排序，保

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