冯 锐 ( 此邮件地址受spam bots保护，需要使用 Javascript 功能来查阅。 ), 软件工程师, IBM
沈 林峰 ( 此邮件地址受spam bots保护，需要使用 Javascript 功能来查阅。 ), 软件工程师, IBM

本系列文章的前 3 部分详细介绍了 ext2 文件系统中文件的数据存储格式，并讨论了各种情况下数据恢复的问题。作为 ext2 文件系统的后继者，ext3 文件系统可以实现与 ext2 文件系统近乎完美的兼容。但是前文中介绍的各种技术在 ext3 文件系统中是否同样适用呢？ext3 文件系统中删除文件的恢复又有哪些特殊之处呢？本文将逐一探讨这些问题。

ext3：日志文件系统

由于具有很好的文件存取性能，ext2 文件系统自从 1993 年发布之后，已经迅速得到了用户的青睐，成为很多 Linux 发行版中缺省的文件系统，原因之一在于 ext2 文件系统采用了文件系统缓存的概念，可以加速文件的读写速度。然而，如果文件系统缓存中的数据尚未写入磁盘，机器就发生了掉电等意外状况，就会造成磁盘数据不一致的状态，这会损坏磁盘数据的完整性（文件数据与元数据不一致），严重情况下甚至会造成文件系统的崩溃。

为了确保数据的完整性，在系统引导时，会自动检查文件系统上次是否是正常卸载的。如果是非正常卸载，或者已经使用到一定的次数，就会自动运行 fsck 之类的程序强制进行一致性检查（具体例子请参看本系列文章的第 2 部分），并修复存在问题的地方，使 ext2 文件系统恢复到新的一致状态。

然而，随着硬盘技术的发展，磁盘容量变得越来越大，对磁盘进行一致性检查可能会占用很长时间，这对于一些关键应用来说是不可忍受的；于是日志文件系统（Journal File System）的概念也就应运而生了。

所谓日志文件系统，就是在文件系统中借用了数据库中“事务”（transaction）的概念，将文件的更新操作变成原子操作。具体来说，就是在修改文件系统内容的同时（或之前），将修改变化记录到日志中，这样就可以在意外发生的情况下，就可以根据日志将文件系统恢复到一致状态。这些操作完全可以在重新挂载文件系统时来完成，因此在重新启动机器时，并不需要对文件系统再进行一致性检查，这样可以大大提高系统的可用程度。

Linux 系统中目前已经出现了很多日志文件系统，例如 SGI 开发的 XFS、IBM 开发的 JFS 和 ReiserFS 以及 ext3 等。与其他日志文件系统相比，ext3 最大的特性在于它完全兼容 ext2 文件系统。用户可以在 ext2 和 ext3 文件系统之间无缝地进行变换，二者在磁盘上采用完全相同的的数据格式进行存储，因此大部分支持 ext2 文件系统的工具也都可以在 ext3 文件系统上使用。甚至为 ext2 开发的很多特性也都可以非常平滑地移植到 ext3 文件系统上来。ext3 文件系统的另外一个特性在于它提供了 3 种日志模式，可以满足各种不同用户的要求：

data=journal：这会记录对所有文件系统数据和元数据的修改。这种模式可以将数据丢失的风险降至最低，但是速度也最慢。
data=ordered：仅仅记录对文件系统元数据的修改，但是在修改相关文件系统元数据之前，需要将文件数据同步到磁盘上。
data=writeback：仅仅记录对文件系统元数据的修改，对文件数据的修改按照标准文件系统的写操作过程进行处理。这种模式速度最快。
在重新挂载文件系统时，系统会自动检查日志项，将尚未提交到磁盘上的操作重新写入磁盘，从而确保文件系统的状态与最后一次操作的结果保持一致。