为什么这么设计(Why’s THE Design)是一系列关于计算机领域中程序设计决策的文章,我们在这个系列的每一篇文章中都会提出一个具体的问题并从不同的角度讨论这种设计的优缺点、对具体实现造成的影响。
相信今天很多的软件工程师使用的都是 Linux 或者 macOS 系统,与 Windows 不同,我们很难看到磁盘碎片整理这一概念,从个人的经验来看,作者在过去七八年没有在 macOS 中整理过磁盘的碎片,你在今天的磁盘工具中也找不到相关的操作,只能通过 diskutil 命令设置某一块磁盘是否开启或者关闭碎片整理。
图 1 - macOS 磁盘工具
我们在 前一篇文章 中曾经分析过为什么早期 Windows 操作系统每隔一段时间可能需要整理磁盘上的碎片[^1],该问题背后有两个原因,其一是 Windows 使用的 FAT 是很简单的文件系统,该文件系统的设计决定了同一份文件可能会散落在磁盘的不同位置,其二是固态硬盘在上古时代没有普及,机械硬盘的随机读写性能很差。
Linux 和 macOS 系统不需要碎片整理的原因与 Windows 需要碎片整理的原因正好相反:
· Linux 和 macOS 使用的文件系统或者降低了碎片发生的概率或者实现自动整理碎片的特性;
· 固态硬盘与机械硬盘具有不同的特性,碎片整理可能不仅对提高读写性能没有显著的帮助,还不利于硬件的使用寿命;
文件系统
Linux 一般都使用 Ext2、Ext3 和 Ext4 文件系统,今天的大多数 Linux 发行版都选择了 Ext4。与 Windows 将多个文件连续存储的方式不同,Linux 会把文件散落到磁盘的不同地方存储,同时在文件之间留下一些空间,保证文件在修改或者更新时不会造成碎片。