何為APFS

在iOS 10.3中，蘋果新增了APFS新文件系統(tǒng)，最早在2016年WWDC大會(huì)上公布。APFS是Apple File System的簡(jiǎn)稱，用于替代目前所使用的HFS+格式。APFS對(duì)HFS的所有變體進(jìn)行了統(tǒng)一，這是Apple從底層代碼開始從零打造的全新文件系統(tǒng)。與使用32位文件ID的HFS+不同，APFS可支持64位索引節(jié)點(diǎn)（Inode）編號(hào)，借此一個(gè)卷最多可存儲(chǔ)超過(guò)900億億個(gè)文件。HFS+只能同時(shí)對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備的文件系統(tǒng)進(jìn)行初始化，APFS提供了一種可擴(kuò)展存儲(chǔ)塊分配程序（Extensible block allocator），可對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行延遲初始化（Lazy initialization），進(jìn)而大幅改善大容量卷的性能。

APFS針對(duì)閃存/SSD存儲(chǔ)進(jìn)行優(yōu)化（但依然可用于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤），提供了更強(qiáng)大的加密、寫入時(shí)復(fù)制（Copy-on-write）元數(shù)據(jù)、空間分享、文件和目錄克隆、快照、目錄大小快速調(diào)整、原子級(jí)安全存儲(chǔ)基元（Atomic safe-save primitives），以及改進(jìn)的文件系統(tǒng)底層技術(shù)。此外APFS還包含其他改善和新功能，例如稀疏文件、改進(jìn)的TRIM操作，內(nèi)建對(duì)擴(kuò)展屬性的支持等。

安全與隱私是APFS的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。Apple的很多設(shè)備和操作系統(tǒng)早已具備加密功能，OS X 10.7 Lion開始提供全磁盤加密功能；iOS 4開始可通過(guò)專用數(shù)據(jù)保護(hù)技術(shù)將每個(gè)文件使用一個(gè)專用密鑰進(jìn)行加密。APFS對(duì)這兩種功能進(jìn)行整合，為文件系統(tǒng)元數(shù)據(jù)提供了一種統(tǒng)一的加密模式。APFS支持三種模式的加密：不加密；適用于元數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)的單密鑰加密；以及適用于元數(shù)據(jù)、文件，甚至文件中特定部分的多密鑰加密。多密鑰加密功能，內(nèi)置有針對(duì)每個(gè)文件的密鑰，其針對(duì)敏感元數(shù)據(jù)也都有獨(dú)立的密鑰，在確?？煽啃缘幕A(chǔ)上優(yōu)化性能。多密鑰加密可確保哪怕設(shè)備物理安全受到威脅，依然可以保障用戶數(shù)據(jù)的完整性。取決于具體硬件，APFS加密可使用AES-XTS或AES-CBC算法。

這種加密機(jī)制還實(shí)現(xiàn)了一個(gè)額外的功能：更為快速的數(shù)據(jù)擦除。通常情況下當(dāng)用戶從設(shè)備中刪除文件后，可以通過(guò)市面上提供的很多（免費(fèi)或收費(fèi)的）反刪除軟件找回刪掉的內(nèi)容。為避免這種情況，以往如果需要?jiǎng)h除包含機(jī)密信息的文件，或需要將存儲(chǔ)過(guò)私密數(shù)據(jù)的設(shè)備退役給他人使用，必須首先使用抹掉功能擦除存儲(chǔ)設(shè)備，并可能要將這一過(guò)程執(zhí)行多遍。取決于存儲(chǔ)設(shè)備容量，整個(gè)過(guò)程將耗費(fèi)極多時(shí)間。對(duì)于使用APFS文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備，在啟用加密功能后，安全擦除的過(guò)程將變得大為簡(jiǎn)便和快捷，不再需要耗費(fèi)大量時(shí)間多次給存儲(chǔ)設(shè)備填充隨機(jī)數(shù)據(jù)，只需要?jiǎng)h除加密所用的密鑰即可。

APFS包含一個(gè)名為“空間共享”的新功能，借助該功能，多個(gè)文件系統(tǒng)可以共享同一個(gè)物理卷上的同一塊底層可用空間。也就是說(shuō)，設(shè)備上的一個(gè)APFS“容器”內(nèi)部可以包含多個(gè)“卷”（文件系統(tǒng)）。HFS+需要為每個(gè)文件系統(tǒng)預(yù)先分配固定大小的容量，這種做法較為“僵硬”，而APFS的空間共享功能可以讓用戶在無(wú)需重分區(qū)的情況下動(dòng)態(tài)、靈活地?cái)U(kuò)大或縮小卷容量。在這樣的設(shè)計(jì)下，APFS容器內(nèi)的每個(gè)卷都會(huì)顯示同等的可用空間容量，而所顯示容量會(huì)等同于該容器的可用存儲(chǔ)空間總量。例如，假設(shè)有個(gè)容量100GB的APFS容器，其中包含已用10GB容量的卷A和已用20GB容量的卷B，卷A和卷B都會(huì)顯示自己有70GB（100GB-10GB-20GB）的可用容量。

現(xiàn)代化的文件系統(tǒng)往往會(huì)通過(guò)壓縮和去重（Deduplication）等方式減小文件占用的空間量。壓縮很好理解，去重是指找出大量文件中相同的數(shù)據(jù)塊，并只將這樣的塊存儲(chǔ)一次，在訪問(wèn)文件時(shí)，會(huì)根據(jù)實(shí)際情況動(dòng)態(tài)“拼裝”出最終的文件。這樣的功能最適合保存大量用戶文件或大量虛擬機(jī)映像的服務(wù)器環(huán)境。APFS可以用恒定的速度對(duì)多個(gè)文件和目錄創(chuàng)建副本。舉例來(lái)說(shuō)，如果要在同一個(gè)文件系統(tǒng)（或同一個(gè)容器）內(nèi)部復(fù)制文件，實(shí)際上并不需要為數(shù)據(jù)創(chuàng)建副本，只需要對(duì)文件的元數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母戮涂梢宰尨疟P上存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)“共享”，此時(shí)相同的文件“實(shí)際體積”不變，但產(chǎn)生了兩個(gè)副本，對(duì)任何一個(gè)副本進(jìn)行改動(dòng)則需要為其分配新的存儲(chǔ)空間（這種方式也叫做“寫入時(shí)復(fù)制”）。APFS中復(fù)制的文件實(shí)際上只是對(duì)文件創(chuàng)建了輕量級(jí)克隆，實(shí)際數(shù)據(jù)并沒(méi)有重復(fù)保存，底層設(shè)備的故障會(huì)導(dǎo)致所有“副本”受損。

APFS專門針對(duì)閃存進(jìn)行了優(yōu)化。SSD雖然可以模擬傳統(tǒng)機(jī)械硬盤的“塊”，但底層技術(shù)與機(jī)械硬盤截然不同。SSD底層的管理工作是由一種名為閃存轉(zhuǎn)換層（FTL，F(xiàn)lash Translation Layer）的軟件負(fù)責(zé)處理的。FTL與文件系統(tǒng)極為類似，可以在塊地址和介質(zhì)內(nèi)部的位置之間創(chuàng)建虛擬映射（轉(zhuǎn)換）。整個(gè)堆棧，包括SSD、FTL，以及文件系統(tǒng)都由Apple控制，可以更有針對(duì)性地對(duì)不同組件進(jìn)行優(yōu)化。

此外APFS還提供了對(duì)TRIM的支持。TRIM是ATA協(xié)議中的一個(gè)命令，可以讓文件系統(tǒng)告訴SSD（其實(shí)是指示SSD中的FTL）某些空間是空閑的?？捎每臻g越多，SSD的性能表現(xiàn)會(huì)越好，甚至大部分SSD所擁有的存儲(chǔ)容量會(huì)超過(guò)標(biāo)稱值。假設(shè)有一個(gè)1TB容量的SSD，顯示的可用空間總量為931GB。在有更多可用空間的情況下，F(xiàn)TL可以犧牲空間利用率換回更高性能和更長(zhǎng)壽命。但TRIM的問(wèn)題在于，只有在存在可用空間的情況下這個(gè)功能才會(huì)有用，如果磁盤即將裝滿，TRIM不會(huì)為你帶來(lái)任何效果。

性能方面，APFS的延遲也有了大幅改善。APFS可以通過(guò)I/O QoS（服務(wù)質(zhì)量）對(duì)不同的訪問(wèn)請(qǐng)求劃分優(yōu)先級(jí)，將用戶可以立刻察覺(jué)的操作和后臺(tái)活動(dòng)區(qū)分對(duì)待。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在任何時(shí)候都可能出故障：崩潰、Bug、斷電等…… 文件系統(tǒng)必須能夠預(yù)見(jiàn)到這種情況并從故障中順利恢復(fù)。遇到這種情況，以前可能需要嘗試著用專門的工具在系統(tǒng)啟動(dòng)前檢查并修復(fù)文件系統(tǒng)（例如使用fsck）。較為現(xiàn)代化的系統(tǒng)會(huì)使用某些“始終一致”的格式，或?qū)⒉灰恢碌目赡鼙M量降低，以避免耗費(fèi)大量時(shí)間執(zhí)行完整的fsck檢查。例如ZFS就可以在磁盤上構(gòu)建一個(gè)新狀態(tài)，然后通過(guò)一次原子操作從之前的狀態(tài)以原子級(jí)方式過(guò)度到新狀態(tài)。

校驗(yàn)是一種針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行的摘要會(huì)匯總，可用于檢測(cè)（和糾正）數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。APFS會(huì)對(duì)自己的元數(shù)據(jù)，而非用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)。這種對(duì)元數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)的做法理由非常充分：大部分元數(shù)據(jù)都與用戶數(shù)據(jù)無(wú)關(guān)（因此校驗(yàn)不會(huì)耗費(fèi)太多存儲(chǔ)空間），而丟失元數(shù)據(jù)會(huì)有極大可能造成用戶數(shù)據(jù)的丟失。距離來(lái)說(shuō)，假設(shè)某個(gè)頂層目錄的元數(shù)據(jù)出錯(cuò)，那么磁盤上的所有數(shù)據(jù)都有可能無(wú)法訪問(wèn)。也正是因此，ZFS會(huì)對(duì)元數(shù)據(jù)創(chuàng)建副本（甚至對(duì)頂層元數(shù)據(jù)創(chuàng)建三重副本）。

但是完全不對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，這種做法似乎更有趣。大部分可支持APFS的Apple設(shè)備中的SSD實(shí)際上是由多個(gè)或多或少相互獨(dú)立的NAND芯片組成的。Apple設(shè)備的存儲(chǔ)具備強(qiáng)大的ECC糾錯(cuò)保護(hù)。NAND閃存SSD和磁介質(zhì)機(jī)械硬盤都可以使用冗余數(shù)據(jù)檢測(cè)和糾正錯(cuò)誤。NAND會(huì)使用額外的數(shù)據(jù)，例如每4KB頁(yè)使用額外的128字節(jié)數(shù)據(jù)，借此檢測(cè)和糾正數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。設(shè)備本身的誤碼率已經(jīng)足夠低，可以認(rèn)為設(shè)備整個(gè)生命周期內(nèi)都不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。還有一些設(shè)備錯(cuò)誤可以通過(guò)文件系統(tǒng)的冗余機(jī)制避免。SSD中包含大量組件，而大部分消費(fèi)類產(chǎn)品中的SSD很少包含端到端的ECC保護(hù)，因此可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中出現(xiàn)錯(cuò)誤。SSD固件中也可能包含導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失的Bug。

覆蓋寫入數(shù)據(jù)是最容易造成不一致的操作。如果文件系統(tǒng)需要覆寫文件的多個(gè)區(qū)塊，有一定可能遇到一些區(qū)塊已經(jīng)代表新狀態(tài)，但一些區(qū)塊依然代表舊的狀態(tài)。為避免這種問(wèn)題，可以使用上文提到的寫入時(shí)復(fù)制這一方式，首先分配新區(qū)塊，隨后釋放舊區(qū)塊使其可被再次使用，而不需要就地修改數(shù)據(jù)。APFS實(shí)施了一種“全新的寫入時(shí)復(fù)制元數(shù)據(jù)體系”，這種方式的新穎之處在于，APFS并未使用ZFS機(jī)制復(fù)制已更改用戶數(shù)據(jù)的所有元數(shù)據(jù)，只需要對(duì)文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次原子更新即可實(shí)現(xiàn)。

APFS系統(tǒng)提升了蘋果的iOS、macOS、watchOS及tvOS等平臺(tái)的文件完整性與安全性。APFS系統(tǒng)啟用后，大大縮減了系統(tǒng)的體積，升級(jí)到iOS 10.3系統(tǒng)后，可以使內(nèi)置空間多出1GB的空間，對(duì)于老型號(hào)的機(jī)器是個(gè)很好的消息。

根據(jù)Apple在WWDC上的介紹，APFS的核心設(shè)計(jì)目標(biāo)是將數(shù)據(jù)加密作為頭等要?jiǎng)?wù)，為現(xiàn)代化備份方式提供快照功能。但APFS也有些不盡如人意的地方，如：APFS不針對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，沒(méi)有提供數(shù)據(jù)冗余機(jī)制；無(wú)法用于啟動(dòng)磁盤，文件和目錄名稱大小寫敏感，無(wú)法用于Time Machine、FileVault或Fusion驅(qū)動(dòng)器；APFS文件系統(tǒng)的卷無(wú)法被OS X 10.11 Yosemite以及更早的版本識(shí)別等。但技術(shù)總是進(jìn)步的，誰(shuí)能說(shuō)這些問(wèn)題不會(huì)在不久的將來(lái)解決呢？我們拭目以待。

早期的文件系統(tǒng)HFS+和UFS

文件系統(tǒng)除了讓用戶供穩(wěn)定地存放文件這一目標(biāo)以外，還是各項(xiàng)操作系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)。Mac OS X每個(gè)大發(fā)行版都要增加數(shù)百項(xiàng)新功能，許多新功能嚴(yán)重依賴于文件系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

UFS

UFS是經(jīng)典的Unix文件系統(tǒng)，HFS+和UFS文件系統(tǒng)同時(shí)被引入早期的Mac OS X。在Unix系統(tǒng)早期，文件系統(tǒng)被稱為FS。FS包括啟動(dòng)塊、超級(jí)塊（處于硬盤分區(qū)開頭用來(lái)保存文件系統(tǒng)信息）、inodes（索引節(jié)點(diǎn)）及數(shù)據(jù)，但FS會(huì)導(dǎo)致抖動(dòng)等一系列問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，產(chǎn)生了FFS（Fast File System）。FFS把先前整塊的磁盤文件系統(tǒng)分為小塊，每塊包含自已的索引節(jié)點(diǎn)和數(shù)據(jù)，因而增加了文件的局部性，減少了尋道時(shí)間。Unix系統(tǒng)的各BSD分支（FreeBSD、OpenBSD、NetBSD及DragonFlyBSD）在FFS文件系統(tǒng)上增加各種擴(kuò)展，但這些擴(kuò)展往往不互相兼容，卻又都使用和原版同樣的塊大小和數(shù)據(jù)塊寬度，因此可以在一個(gè)操作系統(tǒng)上能對(duì)另一操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)執(zhí)行只讀操作。故它有了一個(gè)更廣泛的稱謂——UFS（Unix File System，即Unix文件系統(tǒng)）。

后來(lái)，UFS提供了簡(jiǎn)單的日志功能。在檔案系統(tǒng)發(fā)生變化時(shí)，先把相關(guān)的信息寫入一個(gè)被稱為日志的區(qū)域，然后再把變化寫入主文件系統(tǒng)的文件系統(tǒng)。在文件系統(tǒng)發(fā)生故障（如內(nèi)核崩潰或突然停電）時(shí)，日志文件系統(tǒng)更容易保持一致性，并且可以較快恢復(fù)。

BSD的Soft Update功能，保證了計(jì)算機(jī)掉電或系統(tǒng)崩潰時(shí)，通過(guò)使元數(shù)據(jù)按依賴順序更新來(lái)確保磁盤上總的文件系統(tǒng)保持一致的實(shí)現(xiàn)機(jī)制。Soft Update的目標(biāo)和日志類似，實(shí)現(xiàn)代價(jià)比日志輕量許多，但卻需要引入一個(gè)后臺(tái)FSCK檢查?；趯?duì)UFS的一項(xiàng)改進(jìn)，為Soft Update加入了日志功能，并消除了對(duì)FSCK的依賴。

先前，Unix文件系統(tǒng)的訪問(wèn)控制是非常簡(jiǎn)單的，其權(quán)限管理分為三個(gè)不同的類別：用戶、同組用戶以及其他用戶，對(duì)每個(gè)類別，Unix文件系統(tǒng)提供讀、寫、執(zhí)行三種權(quán)限的管理。這樣的許可管理過(guò)于粗糙，無(wú)法指定某一用戶訪問(wèn)的權(quán)限，也無(wú)法指定更為細(xì)致的權(quán)限內(nèi)容（例如準(zhǔn)許對(duì)一文件實(shí)行刪除操作）。為解決這個(gè)問(wèn)題，UFS增加了ACL訪問(wèn)控制表功能（Access Control Lists），訪問(wèn)控制表被增加到文件系統(tǒng)中，使用以存取控制矩陣為基礎(chǔ)的存取控制方法。存取控制串列描述每一個(gè)文件對(duì)象各自的存取控制，并記錄可對(duì)此物件進(jìn)行存取的所有主體對(duì)對(duì)象的權(quán)限。總之，UFS與時(shí)俱進(jìn)，不斷增加新的功能。

Mac OS X起源于NeXTSTEP，因?yàn)榛贐SD，所以自然也使用UFS。

HFS+

在引入U(xiǎn)FS的同時(shí)，Mac OS 還有個(gè)文件系統(tǒng)HFS，HFS誕生于1985年，為了實(shí)現(xiàn)Mac OS的現(xiàn)代化，在HFS的基礎(chǔ)上，加入現(xiàn)代文件系統(tǒng)所必需的新功能，如大文件支持、Unicode文件名支持、長(zhǎng)文件名支持、32位文件映射表支持等，同時(shí)也把HFS項(xiàng)目原本的Mac使用的68K處理器匯編碼改寫成C代碼。即改進(jìn)的HFS+文件系統(tǒng)。

HFS+根植Mac OS，HFS+是對(duì)HFS的擴(kuò)展，故HFS+支持Mac OS至Mac OS X的平滑過(guò)渡，所以Mac OS X一直默認(rèn)使用HFS+，但當(dāng)時(shí)的UFS提供比HFS+更先進(jìn)的功能。Mac OS X 10.2.2開始，HFS+支持日志，帶日志功能的HFS+（被稱為HFSJ，即HFS+ volume with journal）成為默認(rèn)設(shè)置。之后增加了名件名、目錄名區(qū)分大小寫及Unicode 3.2的支持。Mac OS X 10.4中，HFS+更是增加了ACL訪問(wèn)控制表功能，提供更復(fù)雜的對(duì)傳統(tǒng)Unix文件系統(tǒng)權(quán)限的擴(kuò)展。在Mac OS X 10.5之后HFS+成為唯一正式的Mac OS X系統(tǒng)，HFS+提供的功能也已超越UFS。

在逐步的優(yōu)化中，HFS+愈走愈遠(yuǎn)。

• FileVault可以用來(lái)加密用戶文件，因此用戶主目錄被保存在一個(gè)HFS+文件系統(tǒng)加密鏡像中。Mac OS X 10.7提出了FileVault2，能加密整個(gè)磁盤而不是一個(gè)用戶目錄。

• Spotlight桌面搜尋搜索功能，能讓用戶對(duì)整個(gè)磁盤系統(tǒng)進(jìn)行快速搜尋、隨打即顯。這項(xiàng)功能要求文件系統(tǒng)提供任意長(zhǎng)度文件元數(shù)據(jù)（metadata）的支持。

• BootCamp需要時(shí)時(shí)調(diào)整系統(tǒng)主分區(qū)的大小，來(lái)空出磁盤空間給Windows，因此，HFS+又需要支持動(dòng)態(tài)分區(qū)大小調(diào)整。

• Time Machine，是蘋果公司所推出備份的工具程序，Time Machine對(duì)于修改過(guò)的文件會(huì)在備份盤上保存一個(gè)新拷貝，而對(duì)于不變的內(nèi)容，僅在備份盤上存一個(gè)指向先前文件的硬鏈接。因此每一次快照只保存改動(dòng)的文件，而別的文件只保存占用空間很少的硬鏈接。但Unix一般只支持文件的硬鏈接而不支持目錄的硬鏈接。因此HFS+在這點(diǎn)上走得比Unix文件系統(tǒng)更遠(yuǎn)，提供了對(duì)于目錄的硬鏈接支持。

• HFS+支持文件系統(tǒng)壓縮，使得安裝后占用比Mac OS X 10.5少得多的空間。

但，HFS+并不完美。

不完美的文件系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期發(fā)展，HFS+針對(duì)不同類型的設(shè)備衍生出不同功能的多種分支，但它畢竟太老、太混亂了。更重要的是，該文件系統(tǒng)不具備當(dāng)今大多數(shù)企業(yè)所需要的一些基本功能，例如納秒級(jí)時(shí)間戳、校驗(yàn)、快照、稀疏文件等。從1998年4GB容量的傳統(tǒng)HDD機(jī)械硬盤，到現(xiàn)在TB規(guī)模的SSD固態(tài)硬盤，HFS+已經(jīng)招架不住存儲(chǔ)領(lǐng)域的大量改變和創(chuàng)新。

HFS+基于B-樹實(shí)現(xiàn)，當(dāng)查找B-樹中未使用的節(jié)點(diǎn)時(shí)，HFS+只能每次處理16位，原因是老Mac使用的Motorola的68K芯片原生支持16位的數(shù)據(jù)操作。但不管是PowerPC還是Intel，寄存器都支持256位寬的寄存器。

HFS+的元數(shù)據(jù)（metadata）都以大字節(jié)序保存，原因是Motorola的68k和后來(lái)Mac使用的PowerPC都使用大字節(jié)序。但經(jīng)過(guò)Intel遷移后，當(dāng)今的Mac都使用Intel芯片，而Intel芯片是使用小字節(jié)序的。因此每當(dāng)數(shù)據(jù)讀取或存入時(shí)，還要經(jīng)過(guò)小字節(jié)序和大字節(jié)序的轉(zhuǎn)換。遠(yuǎn)古時(shí)期磁盤很慢，計(jì)算機(jī)處理器的速度也很低，因此進(jìn)行一次磁盤操作會(huì)占用較多的時(shí)間，HFS+的時(shí)間分辨率為一秒，但當(dāng)今的磁盤、處理器處理一次文件系統(tǒng)操作的時(shí)間遠(yuǎn)小于一秒，因此所有主流磁盤文件系統(tǒng)的時(shí)間分辨率都是一至數(shù)百納秒級(jí)別的。

大字節(jié)序：把高有效位放在低地址段，例如在按字節(jié)尋址的存儲(chǔ)器中往地址 0x0001 存放值 0x12345678，在存儲(chǔ)器中為

 地址             數(shù)值
 0x0004        0x78
 0x0003        0x56
 0x0002        0x34
 0x0001        0x12

小字節(jié)序：把低有效位放在低地址段，例如在按字節(jié)尋址的存儲(chǔ)器中往地址 0x0001 存放值 0x12345678，在存儲(chǔ)器中為

 地址             數(shù)值
 0x0004        0x12
 0x0003        0x34
 0x0002        0x56
 0x0001        0x78

現(xiàn)在主流的CPU,intel系列的是采用的little endian的格式存放數(shù)據(jù)的。

HFS+的元數(shù)據(jù)有全局鎖，同一時(shí)間只有一個(gè)進(jìn)程可以訪問(wèn)更新文件系統(tǒng)。在單核處理器連手機(jī)平板都較少見(jiàn)到的當(dāng)今，這種設(shè)計(jì)顯得很幼稚。

HFS+亦沒(méi)有稀疏文件的支持。例如我們?cè)赟QL中建立了一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，SQL分配了10GB的文件給這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，并且在文件頭和文件尾寫上一些字節(jié)的數(shù)據(jù)。而由于我們還沒(méi)有給這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)添加新的數(shù)據(jù)，所以這10GB的文件除了頭尾外其他字節(jié)都為0?，F(xiàn)代的文件系統(tǒng)基本都支持稀疏文件，也就是說(shuō)，當(dāng)處理這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)操作時(shí)，事實(shí)上往磁盤寫入的數(shù)據(jù)只有那文件頭和文件尾的若干字節(jié)。而HFS+則需要把那些0也寫上，因此會(huì)完整寫入10GB的數(shù)據(jù)，耗費(fèi)長(zhǎng)得多的時(shí)間。

此外，HFS+不具備元數(shù)據(jù)校驗(yàn)功能、快照功能、寫入時(shí)復(fù)制功能、就地執(zhí)行功能、邏輯卷管理功能等很多現(xiàn)代磁盤系統(tǒng)所具備的功能，也不能動(dòng)態(tài)調(diào)整文件塊大小。這些功能的加入并不容易。這使得用戶數(shù)據(jù)時(shí)時(shí)處于風(fēng)險(xiǎn)之中。例如由于因?yàn)閿嚯?、?nèi)核崩潰等原因，文件系統(tǒng)上寫到一半的數(shù)據(jù)，小則導(dǎo)致個(gè)別文件損壞，大則導(dǎo)致整個(gè)文件系統(tǒng)崩潰。在生產(chǎn)領(lǐng)域，這樣不可靠的文件系統(tǒng)，很有可能帶來(lái)致命的災(zāi)難。

快照功能可將文件系統(tǒng)的狀態(tài)“固定”在創(chuàng)建快照的那一刻，并可在保留固定狀態(tài)的同時(shí)繼續(xù)訪問(wèn)和修改文件系統(tǒng)。這種技術(shù)可以只記錄新增或改動(dòng)的數(shù)據(jù)塊，因此可以為文件系統(tǒng)創(chuàng)建多個(gè)快照，而無(wú)需擔(dān)心會(huì)占用大量存儲(chǔ)空間。備份工具（例如Time Machine）通常會(huì)使用該功能記錄自從上次備份之后文件系統(tǒng)的改動(dòng)情況，并可用于在不打斷用戶操作的前提下對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更為高效的備份。