Vier der interessantesten Funktionen des neuen Apple-Dateisystems. Schneiden Sie die Äpfel. Was steckt im iOS-Dateisystem?

Zeigt das neue Apple-Dateisystem an und wird im Laufe der Zeit auf allen wichtigen Unternehmensplattformen verwendet. Aber warum benutzt Apple es? Was ist das Besondere an ihr? Dieser Artikel ist diesem speziellen Thema gewidmet.

Apple-Dateisystem

Die Abkürzung APFS steht für Apple File System (Apple File System). Es ersetzt das Dateisystem, und im Laufe der Zeit wird dieses Dateisystem ein integraler Bestandteil von iOS, tvOS und watchOS. Das heißt, es wird auf allen Geräten eingesetzt: von Computern, iPhone, iPad, Apple TV und Apple Watch-Geräten.

Derzeit ist iOS 10.3 die einzige verfügbare Plattform für alle, die das APFS-Dateisystem verwenden.

APFS kann auf allen Plattformen integriert werdenApple.

Das Dateisystem HFS + erschien 1998 und ist mittlerweile fast 20 Jahre alt. Sie wurde ein Relikt einer langen vergangenen Ära. Es wurde in der Ära der Mac-Computer erstellt und für die Verwendung in iPhone-, Apple Watch- und Apple TV-Geräten finalisiert.

Aber in den letzten 20 Jahren hat sich viel geändert. Wir haben von Festplatten auf Solid-State-Laufwerke SSD umgestellt, die Software gilt nicht mehr für CDs, sondern wird einfach heruntergeladen. Sicherungskopien unserer Geräte werden jetzt in Cloud-Diensten gespeichert.

Optimiert für die Arbeit mit Flash-Laufwerken

Heutzutage läuft fast jedes neue Gerät, das Apple verkauft, auf einem Flash-Laufwerk, einschließlich der meisten Macs. Und APFS wurde entwickelt, um mit auf Flash-Speicher basierenden Speichergeräten zu arbeiten. Daher werden sich Parameter wie Lese- und Schreibgeschwindigkeit verbessern und die Zuverlässigkeit beim Speichern und Übertragen von Informationen insgesamt erhöhen.

Hauptmerkmal: System-Snapshots und Klonen

Die beiden Hauptmerkmale von APFS sind die Fähigkeit, "Schnappschüsse" des Systems zu erstellen und Daten zu klonen.

Ein Snapshot ist ein einmaliger schreibgeschützter Dateisystemstatus.

Mithilfe von Klonen kann APFS schnelle Kopien derselben Partition erstellen, ohne zusätzlichen Speicherplatz zu belegen.

Minimale Wartezeit

APFS hat eine minimale Latenz. Dies bedeutet, dass Vorgänge wie das Starten von Anwendungen und das Laden von Daten spürbar beschleunigt werden. Dies führt wiederum zu einer Verkürzung der Wartezeit - das sich drehende Rad des Wartens in iOS und die Ikone eines Wasserballs in Mac OS werden weniger zu sehen sein.

Freifließen über discabschnitte

Wenn Sie auf Ihrem Mac-Computer Festplattenpartitionen verwenden, kann APFS Ihnen das Leben etwas erleichtern. Wenn auf einer Partition nicht mehr genügend freier Speicherplatz vorhanden ist, kann APFS automatisch den freien Speicherplatz einer anderen Partition verwenden, da APFS spezielle Container um jede Partition der Festplatte erstellt.

Verschlüsselung ist unser alles

APFS wurde hauptsächlich für starke Verschlüsselung entwickelt. Es unterstützt sowohl den Einzelschlüsselbetrieb als auch mehrere Verschlüsselungsschlüssel.

Entwicklungen für die Zukunft

HFS + unterstützt 32-Bit-Metadatendateien. APFS unterstützt das Arbeiten mit 64-Bit-Inode-Nummern. APFS wurde für die Zukunft entwickelt und wird mit der Veröffentlichung relevanter Updates möglicherweise noch besser funktionieren.

FirmwareiOS 10.3 gibt Ihnen Speicherplatz zurück

Der Übergang zur Verwendung von APFS hat einen deutlichen Vorteil. Sie haben Speicherplatz zur Verfügung - die Menge des gesparten Speicherplatzes hängt davon ab, wie voll Ihre Festplatte ist. Einige haben es geschafft, nach dem Update ein paar Gigabyte zurückzugeben.

APFS für Mac OS gibt es noch eine Beta-Version.

iOS verwendet bereits ein neues Dateisystem, und für Mac OS gibt es ein neues Dateisystem bisher nur in Form einer sehr frühen Beta-Version. Und Apple wird einige Anstrengungen unternehmen müssen, um Mac-Computer für die Verwendung von APFS zu übertragen. Der Zugriff auf das Dateisystem unter iOS ist auf Außenstehende beschränkt, während Mac OS ein offenes, bearbeitbares Dateisystem verwendet. Mit anderen Worten, in der Praxis kann APFS auf verschiedene Extremfälle stoßen, die Apple-Experten nicht einmal bewusst sind. Wir hoffen, dass all diese Probleme während der Beta-Testphase behoben werden. Sie können die Beta-Version in Aktion ausprobieren. Sie ist zwar nicht ganz alltagstauglich. APFS unterstützt keine Startdatenträger, Time Machine, FileVault-Verschlüsselung und Fusion-Datenträgermodus.

Ja, Sie müssen auf aktualisiereniOS 10.3

Derzeit ist iOS 10.3 die einzige Möglichkeit, APFS in Aktion zu testen. Und obwohl dies ein völlig neues Dateisystem ist, lohnt es sich, dorthin zu wechseln. Dieses Update wurde über mehrere Wochen von einer großen Anzahl von Betatestern getestet und alles spricht für den Umstieg auf die aktualisierte Version. Der Übergang selbst verläuft reibungslos, schnell und ohne Datenverlust. Wir empfehlen jedoch, vor dem Update nur für den Fall, dass Sie Ihre Daten mit den entsprechenden Diensten der iTunes-Anwendung oder dem iCloud-Cloud-Speicher (der auf jeden Fall empfohlen wird) sichern.

Wie wäre es mit dir?APFS?

Bei der Arbeit mit einem iOS-Gerät mit Jailbreak können Probleme auftreten, die nur durch Ändern der Dateien behoben werden können. Und dafür müssen Sie die Grundstruktur des Dateisystems kennen, um zu verstehen, wo das liegt und welche Dateien für was verantwortlich sind, wo Programme und Optimierungen installiert sind und wie sie miteinander interagieren. Wir werden darüber reden.

Primäre Verzeichnisse und Dateien

iOS ist ein UNIX-ähnliches Betriebssystem und verwendet eine sehr ähnliche Dateisystemstruktur wie UNIX und OS X. Der "Ordner" wird hier als "Verzeichnis" bezeichnet, und das Dateisystem "wächst" aus dem Stammverzeichnis /. Das ~ -Zeichen gibt das Basisverzeichnis des Benutzers an. Im normalen Modus ist dies das Verzeichnis / var / mobile /, im Root-Modus ist es / var / root. Einige Verzeichnisse sind Standard für UNIX-Systeme. Dies ist / boot - hier in UNIX gibt es einen Systemkernel und eine RAM-Disk (in iOS befindet sich der Kernel im Verzeichnis /System/Library/Caches/com.apple.kernelcaches/kernelcache), / etc - Einstellungen für Dienste auf niedriger Ebene, / tmp - temporäre Dateien, / bin - Befehle, die über das Terminal ausgeführt werden sollen, / mnt - Mount - Punkt externer Dateisysteme (Flash - Laufwerke usw. sind hier angeschlossen).

Am interessantesten sind für uns die Verzeichnisse / System, / Library und / var. Hier werden das Betriebssystem selbst (erstes Verzeichnis), Systemdaten (zweites), Anwendungseinstellungen und deren Daten (drittes) gespeichert.

Standardanwendungen (vorinstalliert) befinden sich im Verzeichnis / Applications. Hier sind die ausführbaren Dateien Cydia, Zeusmos und einige andere Programme.app, die installiert werden sollen und einen Jailbreak erfordern. Es gibt hier viel mehr Dateien als Symbole auf dem iOS-Desktop, da einige interne Dienste als separate Anwendungen ausgewählt sind (Facebook, Print Center und einige andere, die in iOS integriert sind). Auf einem nicht defekten Gerät wird dieses Verzeichnis nur aktualisiert, wenn die gesamte Firmware aktualisiert wurde, aber einige Anwendungen von Cydia sind darauf installiert, genau wie der Cydia-Shop selbst.

Aus dem App Store heruntergeladene Anwendungen werden in / var / mobile / Containers / Bundle / Application in einem eigenen Unterverzeichnis gespeichert. Die Namen dieser Unterverzeichnisse sind codiert. Um zu verstehen, um welche Art von Anwendung es sich handelt, müssen Sie zum nächsten Verzeichnis wechseln. Anwendungen, die nicht aus dem App Store installiert wurden, finden Sie normalerweise auch hier. Jeder Anwendung ist ein Unterverzeichnis im Verzeichnis / var / mobile / Containers / Data / Application zugeordnet, in dem die Anwendung ihre Einstellungen und Daten speichert, die während des Betriebs erstellt wurden. Wir werden uns die Struktur später genauer ansehen.

Systemaktualisierungen werden in das Verzeichnis / var / mobile / MobileSoftwareUpdate heruntergeladen. Sie können über die Anwendung Standardeinstellungen entfernt werden. Alle Hintergrundbilder werden in / Library / Wallpaper gespeichert, und Systemtöne werden in / System / Library / Audio / UISounds, Musik und Videos von einem Computer werden in / var / mobile / Media / iTunes_Control / Music gespeichert.

Wir sollten auch das Verzeichnis /var/mobile/Library/caches/com.saurik.Cydia erwähnen. Hier werden die Optimierungspakete bis zum Neustart von Springboard gespeichert. Wenn Sie den Tweak auf Ihren Computer herunterladen müssen, können Sie ihn hier herunterladen. Außerdem erstellen Tweaks bei der Installation häufig zusätzliche Verzeichnisse, in denen sie ihre eigenen Daten speichern. In der Regel über solche Verzeichnisse sagte Dokumentation Optimierungen.

Programme zum direkten Arbeiten mit FS-Geräten

Es gibt verschiedene Programme für die Arbeit mit einem Geräte-FS nach einem Jailbreak.

• iTools - Programm für Mac und Windows, ermöglicht das Hinzufügen und Löschen von Dateien in FS. Hier enden seine Funktionen. Der Vorteil für viele ist möglicherweise die Lesezeichenleiste links im FS-Suchfenster, in der Sie Programme, Optimierungen, Klingeltöne oder ein Hintergrundbild für das Gerät finden.
• iFunBox - hat viel mehr Funktionen. Mit ihm können Sie Verzeichnisse erstellen, Dateien löschen, umbenennen oder auf einen PC exportieren. Es überrascht nur das Fehlen einer Suche in FS.
• Mit Filza File Manager können Sie Dateimetadaten direkt auf dem Gerät anzeigen, umbenennen, verschieben, löschen und viele Dateitypen öffnen. Es gibt eine integrierte Ordnersuche und das gleichzeitige Arbeiten mit mehreren Dateien.
• iFile ist viel besser als Filza File Manager. Einige Funktionen werden erst nach Bezahlung der Vollversion des Programms geöffnet, die Benutzeroberfläche des Dienstprogramms ist jedoch praktischer und übersichtlicher.

Natürlich können Sie mit dem Terminal mit dem Dateisystem arbeiten. UNIX-Befehle werden vollständig unterstützt, sodass die Verwaltung des Dateisystems sehr schnell und bequem ist.

Anwendungsverzeichnisse und Sandboxes

Fortsetzung nur für Abonnenten verfügbar.

Option 1. Abonnieren Sie den "Hacker", um alle Materialien auf der Website zu lesen

Mit einem Abonnement können Sie ALLE kostenpflichtigen Materialien der Website während des angegebenen Zeitraums lesen. Wir akzeptieren Zahlungen mit Bankkarten, elektronischem Geld und Überweisungen von Konten von Mobilfunkbetreibern.

Auf der letzten WWDC stellte Apple ein neues Dateisystem vor - das Apple File System (APFS). Obwohl HFS + auf allen Apple-Produkten verwendet wird (und für mindestens ein weiteres Jahr verwendet wird, ist die Veröffentlichung von APFS für 2017 geplant), werden die Anforderungen moderner HFS + -Dateisysteme nicht erfüllt. Sie ist über 30 Jahre alt und wurde für Zeiten geschaffen, in denen Disketten und Festplatten als das letzte Wort der Technologie galten. Um HFS + unter iOS, tvOS und watchOS nutzen zu können, musste Apple Funktionen von Drittanbietern hinzufügen, die unter macOS nicht unterstützt werden: beispielsweise die Verschlüsselung für jede einzelne Datei.

Das neue APFS hat so viele Funktionen hinzugefügt, dass die Augen verstreut sind: Optimierung für Flash und SSD, Schutz vor Datenverlust im Notfall durch Erhöhung der Anzahl atomarer Vorgänge, integrierte Unterstützung für verschiedene Verschlüsselungsarten, erheblich kürzere Reaktionszeiten, schnelle Beurteilung der Größe von Dateien und Ordnern - Die Liste geht weiter und weiter. In diesem Artikel werden wir uns vier der interessantesten Funktionen des neuen Dateisystems ansehen.

Sicheres Copy-on-Write

Zunächst müssen wir uns mit mehreren Schlüsselbegriffen befassen. Atomare Operationen  - Hierbei handelt es sich um Vorgänge, die im Dateisystem oder in der Datenbank ausgeführt werden und untrennbar miteinander verbunden sind. Eine Vereinfachung ist nicht möglich. Eine atomare Operation kann nicht unvollendet bleiben, wenn sie unterbrochen wird. Eine solche Operation wird entweder vollständig oder überhaupt nicht durchgeführt. POSIX-kompatibles sicheres Speichern von Atomic-Dateien Wie folgt: Wenn wir mit der Anwendung arbeiten und die Datei speichern, werden die Daten aus dem Speicher in eine temporäre Datei auf der Festplatte hochgeladen. Wenn eine Anwendung sicher ist, dass die Daten vollständig und fehlerfrei entladen wurden, fordert sie das Dateisystem an umbenennung. Der Umbenennungsvorgang ist atomar, er wird entweder vollständig abgeschlossen oder überhaupt nicht ausgeführt. Beim Umbenennen geschieht Folgendes: Das Dateisystem verschiebt die temporäre Datei an den Speicherort (z. B. von /var/tmp/Batcave_shopping.pages nach ~ fedor / Documents / Batcave_shopping.pages) und löscht dann die alte Datei.

Was ist jedoch, wenn wir keine Datei, sondern einen Ordner oder ein Bundle speichern (z. B. .rtfd oder .app, im Wesentlichen auch einen Ordner)? Angenommen, wir arbeiten mit einem ~ fedor / Documents / AlfredHappyBirthday.rtfd-Dokument. Dies ist das Bundle, wir haben Text und mehrere Bilder darin. Wenn wir Änderungen vornehmen und speichern, überschreibt die Anwendung das gesamte Bundle, nicht nur den geänderten Text oder das geänderte Bild. Die POSIX-Anforderungen erlauben es nicht, einen Ordner an einem Ort umzubenennen, an dem bereits Daten verfügbar sind, sodass Sie auf Tricks zurückgreifen müssen. Das Dokument wird aus ~ fedor / Documents / verschoben, um Speicherplatz freizugeben. Anschließend wird die temporäre Datei aus /var/tmp/AlfredHappyBirthday.rtfd in einen leeren Speicherplatz umbenannt. Eine solche Operation ist nicht atomar und unsicher. Wenn ein Systemfehler auftritt oder der Computer während des Vorgangs die Stromversorgung verliert, geht das Dokument verloren.

Offensichtlich ist eine solche Lösung unerwünscht. Aus diesem Grund wurde in APFS ein neuer, POSIX-inkompatibler atomic safe-Vorgang zum Speichern von Ordnern eingeführt. Wenn eine Anwendung das Speichern eines Ordners anfordert, werden temporäre und permanente Dateien ausgetauscht. Dies geschieht durch das Dateisystem, und eine solche Operation ist atomar.

Dies ist die sichere Copy-on-Write-Funktion - eine der wichtigsten Neuerungen in APFS.

Klonen und Schnappschüsse

Wenn Sie eine Kopie einer Datei oder eines Ordners benötigen, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie Duplizieren. In HFS + bedeutet dies, dass das Dateisystem alle Daten liest und sie dann in den freien Speicherplatz schreibt. Dieser Ansatz verbraucht ineffizient Platz und lädt die Platte und den Prozessor vergeblich. Wenn Sie in APFS Daten duplizieren - über "Duplizieren" oder "Nur C", "V" -, kopiert das Dateisystem nur die Verknüpfung zu diesen Daten (die so genannte feste Verknüpfung), und der Inhalt wird nicht dupliziert. Eine solche Operation wird aufgerufen klonen. Dank des Klonens werden doppelte Daten oder Ordner fast augenblicklich angezeigt und belegen vernachlässigbar wenig freien Speicherplatz. Wenn Sie Änderungen am Original oder einem Klon vornehmen, schreibt das Dateisystem die Änderungen und leitet den Link entsprechend um, und der ursprüngliche Teil der Daten bleibt erhalten. In APFS ist die Klonoperation atomar.

Schnappschüsse  - Dies ist eine bestimmte Momentaufnahme des Datenträgers, auf dem zu einem bestimmten Zeitpunkt Informationen zu den Daten auf diesem Datenträger gespeichert sind. Der einfachste Weg, das Prinzip seiner Arbeit zu verstehen, ist ein Beispiel. Angenommen, wir haben ein Volume (z. B. ein Flash-Laufwerk) mit zwei Präsentationen. Wir erstellen eine Momentaufnahme dieses Flash-Laufwerks, es enthält: zwei Dateien Joker.key und Riddler.key, die Dateien gehören zu den folgenden Datenblöcken. Der Snapshot selbst enthält keine Daten vom Flash-Laufwerk - nur, welche Dateien sich zum Zeitpunkt des Snapshots darauf befanden und welche Blöcke zu ihnen gehörten. Feature Snapshot ist, dass die darin aufgezeichneten Blöcke geschlossen sind. Sie können nicht gelöscht, verschoben oder überschrieben werden. Wenn wir beispielsweise Änderungen an Joker.key vornehmen und Riddler.key vollständig entfernt wird, bleiben die ursprünglichen Datenblöcke erhalten. Obwohl dieser Ansatz zusätzlichen freien Speicherplatz beansprucht, kann APFS ein Volume zum Zeitpunkt der Erstellung eines Snapshots fast sofort zurückgeben.

Raumteilung

Die gemeinsame Nutzung von Speicherplatz ist eine weitere sehr interessante Funktion von APFS. Der einfachste Weg, dies zu verstehen, ist wiederum das Beispiel. Angenommen, Sie haben einen Laptop, in dem eine 256-GB-SSD installiert ist (möglicherweise haben Sie sogar einen solchen Laptop), und Sie möchten OS X El Capitan und die Beta-Version von macOS Sierra darauf installieren. Leider erlaubt Apple Ihnen noch nicht, das Betriebssystem vom APFS-Volume zu booten (oder es für Time Machine zu verwenden), sodass Sie zwei HFS + -Partitionen erstellen müssen. Sie führen das Festplatten-Dienstprogramm aus und sehen sich einem Dilemma gegenüber - wie viel Volumen benötigen Partitionen? Sie können die Disc nur halbieren, aber was ist, wenn Sie nicht genug Platz für komfortables Arbeiten in El Capitan haben? Oder werden Sie es im Gegenteil übertreiben und die Anwendungen, die Sie in Sierra benötigen, passen nicht?

APFS löst dieses Problem mit Space Sharing. Auf einem Datenträger mit APFS-Volumes bis zur Ebene wird ein Container erstellt, der alle Volumes enthält. Sie können innerhalb eines solchen Behälters frei und dynamisch vergrößert oder verkleinert werden, ohne dass der Benutzer auswählen muss, welches Volumen sie haben sollen. Kehren wir zu unserem hypothetischen Laptop zurück. Wenn anstelle von HFS + APFS für beide Volumes verwendet wird, geben beide Betriebssysteme an, dass jeweils 256 GB Speicherplatz verfügbar sind. In diesem Fall ist der von den Dateien eines Systems belegte Speicherplatz für ein anderes System nicht zugänglich. Diese Lösung vereinfacht die Arbeit mit mehreren Bänden erheblich und ermöglicht es Ihnen, den größtmöglichen Nutzen aus ihrer Verwendung ohne größere Schwierigkeiten zu ziehen.

Migration von HFS +

Wie können wir schließlich auf APFS migrieren? Der Umstieg auf das Dateisystem ist in der Regel schwierig, langwierig und nicht immer sicher. Sie müssen Daten auf externen Datenträgern sichern, die Festplatte Ihres Computers löschen, ein neues Dateisystem aufzeichnen, das Betriebssystem installieren, Ihre Daten von einer Kopie wiederherstellen und hoffen, dass nichts von seiner Stelle verschwunden ist.

Zum Glück hat sich Apple darum gekümmert. Die Ingenieure des Unternehmens haben viel Arbeit im Migrationsprozess geleistet. Der Prozess besteht fast ausschließlich aus atomaren Operationen, aber die Hauptsache ist, dass die Daten auf dem neuen Dateisystem nur im leeren Bereich des HFS + -Volumes aufgezeichnet werden. Selbst wenn etwas schief geht, werden weder Ihre Daten noch die Struktur Ihres vorhandenen Dateisystems beschädigt. Und laut Apple-Ingenieuren dauert die gesamte Migration nur wenige Minuten.

Hier kommen wir zu einem Ende. Wir haben es geschafft, nur über vier Funktionen zu sprechen, aber in APFS gibt es viel mehr davon. Wenn Sie in die Details eintauchen möchten, enthält die offizielle Dokumentation alle Details. Das neue Dateisystem kann, wie oben erwähnt, nicht für eine Startdiskette oder Time Machine verwendet werden und wird unter OS X Yosemite und höher nicht unterstützt. Die offizielle Veröffentlichung von APFS ist für 2017 geplant.

  Bei der gestrigen WWDC-Präsentation 2016 zeigte Apple neue Versionen des Betriebssystems macOS (Sierra) 10.12, iOS 10, tvOS 10, watchOS 3, die Programmieranwendung Swift Playgrounds für Kinder und neue Emojis.

Es scheint nichts Interessantes zu sein. Apple hat jedoch noch etwas Grundlegendes eingeführt. Die bedeutendste Entwicklung aller in der Präsentation erwähnten ist das Dateisystem der neuen Generation des Apple File System (APFS) unter dem Betriebssystem macOS (Sierra) 10.12.

Auf der Entwicklerseite wurde kurz nach der Präsentation eine Dokumentation mit den Hauptmerkmalen und der Beschreibung des Dateisystems veröffentlicht, die die einzelnen Funktionen des leistungsstarken kostenlosen ZFS-Dateisystems nachbildet.

  Jetzt verwenden Apple-Computer das HFS + -Dateisystem, eine erweiterte Version des vor über 30 Jahren erstellten HFS (Hierarchical File System). Wie sein Vorgänger verwendet HFS + eine Baumstruktur, die als B * -Baum bezeichnet wird, um die meisten Metadaten zu speichern. Daher der Name "hierarchisches Dateisystem".

Die offizielle Präsentation von HFS + fand am 19. Januar 1998 zusammen mit MacOS 8.1 statt. Seit 2002 führt das System ein Journaling durch, um die Zuverlässigkeit der Informationsspeicherung zu erhöhen. Seit OS X 10.3 ist das Journaling standardmäßig aktiviert, so dass im Hinblick auf das Namensregister im Modus gearbeitet werden kann.

Bis OS X 10.7 haben die Entwickler HFS + weiterentwickelt und neue Funktionen für OS X auf Dateisystemebene implementiert, aber die Tatsache bleibt: HFS wurde ursprünglich zur Zeit von Disketten und rotierenden Festplatten entwickelt, als die Dateigröße in Kilobyte oder Megabyte gemessen wurde. Heutzutage arbeiten viele mit SSD-Laufwerken, auf denen Millionen von Dateien gespeichert sind - Gigabyte oder Terabyte an Daten. Es gibt völlig unterschiedliche Anforderungen an das Dateisystem. Anstatt den alten Code zu verfeinern, hat Apple beschlossen, endlich ein neues Dateisystem von Grund auf neu zu schreiben.

Das APFS-Dateisystem der neuen Generation befindet sich noch im Stadium von entwicklervorschaues ist nicht geplant, es in naher Zukunft in den Masseneinsatz zu bringen. Derzeit können Sie das APFS-Volume weder als Startdiskette noch im Time Machine-Backup-System, in Fusion Drive oder mit File Vault-Verschlüsselung verwenden. Es ist jedoch möglich, dass ein Volume regelmäßig nicht bootet.

Es gibt noch lange Verfeinerungen und Tests, aber erst dann wird APFS in den kommenden Jahrzehnten zum wichtigsten Dateisystem von Apple.

APFS unterscheidet im Gegensatz zu HFS + zunächst die Groß- und Kleinschreibung von Zeichen in den Namen von Dateien und Ordnern. Diese Funktion kann nicht deaktiviert werden. Dies sollte jeder berücksichtigen, der sich für APFS entscheidet.

Hauptmerkmale

  In der offiziellen Dokumentation sind die allgemeinen Merkmale des APFS-Dateisystems im Vergleich zu HFS + aufgeführt.

Behälter und Bände

Behälter - Dies ist das Hauptobjekt zum Speichern von Daten in APFS. Container stimmen in der Regel vollständig mit GPT-Einträgen (GUID Partition Table) überein. Sie verfügen über ein eigenes Schutzschema gegen Ausfälle und die Zuweisung von Speicherplatz. Jeder Container enthält einen oder mehrere toms  oder Dateisysteme, von denen jedes sein eigenes hat namespaceeine Reihe von Dateien und Verzeichnissen.

APFS unterstützt Software-RAID nicht direkt, kann jedoch mit Apple RAID-Volumes verwendet werden, um Striping (RAID 0), Mirroring (RAID 1) und Concatenation (JBOD) zu unterstützen.

64-Bit-Inodes (Inodes)

  64-Bit-Inodes erhöhen den Namespace im Vergleich zu den 32-Bit-IDs in HFS + erheblich. Das 64-Bit-APFS-Dateisystem unterstützt mehr als 9 Billionen Dateien auf jedem Volume. Das sollte für alle reichen, wie Bill Gates sagte.

Nanosekunden-Zeitstempel

  Die Genauigkeit von Zeitstempeln hat in APFS erheblich zugenommen. APFS unterstützt Zeitstempel mit einer Genauigkeit von Nanosekunden. Zum Vergleich wurden in HFS + Zeitstempel auf die nächste Sekunde gesetzt.

Nanosekunden-Zeitstempel sind in modernen Dateisystemen sehr wichtig, da sie zur Realisierung von Atomarität und Atomtransaktionen beitragen - eine der wichtigsten ACID-Anforderungen für ein Transaktionssystem (z. B. für ein DBMS). Atomicity stellt sicher, dass keine Transaktion teilweise im System fixiert wird. Alle seine Unteroperationen werden entweder ausgeführt oder es wird keine ausgeführt.

Crash-Schutz

  APFS implementiert ein innovatives Copy-on-Write-Metadatenschema, das Apple als „Absturzschutz“ bezeichnet. Es stellt sicher, dass Änderungen am Dateisystem und an der Protokollierung synchronisiert bleiben, wenn während der Aufzeichnung etwas passiert - zum Beispiel, wenn die Stromversorgung ausfällt.

  ZFS-Copy-on-Write-Schema

Spärliche Dateien

  Eine Datei mit dem Attribut "sparse" nimmt den Inhalt von Blöcken mit null Bytes an, die nicht auf dem Laufwerk gespeichert, sondern impliziert sind. HFS + unterstützte keine Sparse-Dateien.

Erweiterte Attribute

  APFS verfügt über eine integrierte Unterstützung für erweiterte Dateiattribute, die in HFS + über die Attributdatei, dh über den B-Baum, implementiert wurden.

Verschlüsselung

Laut Apple ist die Verschlüsselung eine grundlegende Eigenschaft, die auf Dateisystemebene in APFS integriert ist. Für jedes Volume im APFS-Container wird eines der Verschlüsselungsmodelle installiert: unverschlüsselt, Verschlüsselung mit einem Schlüssel, Verschlüsselung mit mehreren Schlüsseln. Im letzteren Fall werden separate Schlüssel zum Verschlüsseln von Dateien und Metadaten verwendet. APFS verwendet je nach Hardware den Verschlüsselungsmodus AES-XTS oder AES-CBC.

Klonen von Dateien und Verzeichnissen

  Klonen - fast sofortiges Kopieren einer Datei oder eines Verzeichnisses, das keinen zusätzlichen Speicherplatz zum Speichern von Daten benötigt. Wenn ein Klon geändert wird, zeichnet das Dateisystem nur die Datenänderung auf. Auf diese Weise kann das neue Dateisystem viele Versionen großer Dateien speichern und weniger Speicherplatz beanspruchen.

Schnappschüsse

  Snapshots sind reine "Snapshots" des Dateisystems auf dem Volume. Das Betriebssystem kann Snapshots für einen effizienteren Sicherungsvorgang verwenden. Das heißt, dass Time Machine endlich gut (schnell) funktioniert.

Natürlich ist APFS in seinen Fähigkeiten dem 128-Bit-ZFS-Dateisystem, das von Linux, FreeBSD und anderen kostenlosen Betriebssystemen unterstützt wird, deutlich unterlegen, aber von Apple aus ist dies ein Schritt in die richtige Richtung.

Es ist seltsam, dass in der vorläufigen Dokumentation die Komprimierungsfunktion nicht erwähnt wird, die übrigens von HFS + unterstützt wird.

Apple hat lange versucht, ZFS auf das OS X-System zu übertragen, es wurde eine aktive Diskussion über die ZFS-Mailinglisten geführt, vorläufige Snapshots für die nächste Version von OS X wurden veröffentlicht. Später wurde die Implementierung von OpenZFS für OS X (O3X) und MacZFX durchgeführt.

Das ZFS-Dateisystem ist Open Source, und Apple könnte leicht einige Ideen für das APFS-Dateisystem ausleihen. Die Implementierung von Open Source für APFS ist noch nicht abgeschlossen. Apple plant, das APFS-Format 2017 zu dokumentieren und zu veröffentlichen.

Auf der heutigen WWDC-Konferenz wird die erste offizielle Sitzung abgehalten, in der die Entwickler die neuen Funktionen von APFS ausführlicher demonstrieren werden.

  Arbeiten Sie am Montag am neuen Dateisystem Apple File System oder APFS. Auf den ersten Blick ist daran nichts Besonderes - Hauptsache, die Geräte verwandeln sich nach dem Update nicht in „Bricks“.Aber interessanter im Übergang zum neuen System, als es scheint.

Was ist das Apple-Dateisystem?

Apple File System - ein neues Dateisystemes wird auf allen Geräten von Apple Watch bis Mac verwendet. Es wird im Flash-Speicher „geschärft“ und ersetzt das veraltete HFS +. Die wichtigsten Neuerungen von APFS: verbesserte Verschlüsselungsalgorithmen, optimierte Speichernutzung, Schutz vor Ausfällen, Klonen von Dateien und Ordnern undkluge Raumnutzung. In der Praxis sorgt dies für einen stabileren Betrieb des Betriebssystems, beschleunigt das Lesen / Schreiben von Daten und schützt die Benutzerinformationen weiter.

Warum Apple zu APFS wechselt

Das 30 Jahre alte HFS +, auf dem die Dateisysteme moderner Apple-Gadgets basieren, wurde für Computer mit mehreren Laufwerken entwickelt, die große Datenmengen verarbeiten. Auf Mobilgeräten wie dem iPhone oder der Apple Watch gelten andere Prioritäten: Benutzer müssen Anwendungen schnell öffnen und das Betriebssystem reagiert rechtzeitig auf Anfragen. Zu diesem Zweck verwendet APFS Funktionen wie das Klonen (sofortiges Kopieren einer Datei oder eines Verzeichnisses, für das kein zusätzlicher Speicherplatz erforderlich ist) und das Chagging (Datenkomprimierung, die Speicherplatz spart und die Schreibgeschwindigkeit erhöht). Durch die Verwendung von „Snapshots“ (die nur zum Lesen der „Snapshots“ des Dateisystems auf dem Volume geöffnet sind) wird die Sicherung beschleunigt, dh die Erstellung von Sicherungen mit Time Machine.

APFS ist für zukünftige Erweiterungen ausgelegt. Im Gegensatz zu HFS +, bei dem ein 32-Bit-Schreibverzeichnis verwendet wird, verwendet APFS einen 64-Bit-Inode (dies ist eine solche Datenstruktur in Dateisystemen). Mit anderen Worten, APFS wird in der Lage sein, 9 Quintillons (eine Million Billionen!) Dateien zu speichern, was für iOS-Geräte nicht so relevant ist, aber für die nächsten zehn Jahre für MacOS und externe Laufwerke mit einem Überschuss von genug.

Was sind die Vorteile für die Benutzer

Neben einem schnelleren und stabileren Betrieb des Betriebssystems haben Benutzer Zugriff auf zuverlässige Tools zur Festplattenverschlüsselung. Dank APFS wird das iPhone nach erfolglosen Updates nicht mehr zu "Bricks" - Apple schützt die Daten auf dem Laufwerk vor Schäden durch Abstürze. Mit der Funktion zur gemeinsamen Nutzung von Speicherplatz können alle Festplattenvolumes freien Speicherplatz freigeben.

Vladislav Yudchenko, Ingenieur von UiPservice, kommentierte den redaktionellen Kommentar von UiP:

„Mit APFS können Betriebssysteme weniger abstürzen, Dateien werden schnell kopiert und der Speicherplatz wird optimiert. Bisher wird der Unterschied nicht so deutlich sein, aber bei neuen Updates wird er sich bemerkbar machen. Bald werden wir uns daran gewöhnen, wir werden nicht einmal die Umstellung aller Geräte auf APFS bemerken. “

Zum Beispiel das zweite System (über Bootcamp), auf dem Windows installiert ist, und Siedafür sind 100 GB reserviert. Mit dem Apple-Dateisystem müssen Sie den zugewiesenen Speicher nicht mehr manuell neu verteilen. Wenn 100 GB nicht ausreichen, „verbraucht“ das System selbst die erforderliche Menge an freiem Speicherplatz. In diesem Fall können Sie mit der Funktion zum Klonen von Dateien und Ordnern Daten schnell kopieren und verschieben.

Apple-Dateisystemeinschränkungen

Jetzt können Sie Systemfestplatten nicht in APFS formatieren. Unterstützen Sie das neue Dateisystem Hybrid Fusion Drive, die FileVault-Funktionen und Time Machine nicht.

So starten Sie die Verwendung von APFS

Wenn Sie Ihr iPhone oder iPad auf iOS 10.3 aktualisiert haben, verwendet das Gerät bereits das Apple-Dateisystem. Mac ist schwieriger, hier ist APFS eine Beta-Version. Sie können eine externe Festplatte, eine SD-Karte oder ein USB-Flash-Laufwerk nur mit Hilfe des Terminals formatieren. Kurz gesagt, es ist besser, nicht zu experimentieren.