FS是一款模塊化，快速且功能豐富的新一代文件系統(tǒng)，采用現(xiàn)代技術使其具有高性能，高空間使用率和高擴展性，代碼托管在Github上。

　　TFS是由于需要一個用于Redox OS的現(xiàn)代文件系統(tǒng)而被創(chuàng)建的，作為ZFS的替代品，由于其集成設計思想而被證明不會很快的實現(xiàn)。靈感來源于ZFS，同時它的目標是模塊化和易于實現(xiàn)。

　　TFS與terminalcloud的同名文件系統(tǒng)無關。

　　設計目標

　　TFS 的設計目標如下：

　　并發(fā)

　　TFS 包含很少的鎖，目的是盡可能適用于多線程系統(tǒng)。它利用多個真正的并發(fā)結構來管理數(shù)據(jù)，并按核心的數(shù)量進行線性擴展。這也許是 TFS 最重要的特性。

　　異步

　　TFS 是異步的：操作可以獨立進行， 并且從磁盤寫入和讀取不需要阻塞。

　　全磁盤壓縮

　　TFS是第一個通過我們稱之為RACC（隨機訪問集群壓縮）的方案來集成的全盤壓縮的文件系統(tǒng)。這意味著每個群集都被壓縮， 只會略微影響性能。據(jù)估計，可以獲得60-120％的可用空間。

　　修訂記錄

　　TFS存儲每個文件的修訂歷史記錄，而不會增加額外的開銷。 這意味著你可以將任何文件還原到較早的版本，自動備份系統(tǒng)，而不會造成復制的開銷。

　　即寫即拷語義（寫時復制語義）

　　與Btrfs和ZFS類似，TFS使用CoW語義，這意味著不會直接覆蓋集群，而是復制并寫入新的集群。

　　（1） 遞歸拷貝

　　與一些文件系統(tǒng)一樣，TFS 可以在不變的時間內執(zhí)行遞歸拷貝，但是還有一個獨特的補充： TFS 即使在突變之后也不會復制。 那是怎樣工作的呢？它單獨維護文件的各個部分， 這樣只需要復制更新的段。

　　保證原子性

　　系統(tǒng)永遠不會進入不一致狀態(tài) （除非硬件出現(xiàn)故障）， 這意味著意外斷電不會損壞系統(tǒng)。

　　緩存改進

　　TFS在緩存磁盤時提高了磁盤訪問的速度。它使用機器學習方式來學習模式和預測未來的使用， 以減少緩存遺漏的數(shù)量。TFS 還壓縮內存中的緩存，，減少了所需的內存量。

　　更好的文件監(jiān)控

　　CoW非常適合高性能，可擴展的文件監(jiān)控，但不幸的是，只有很少的文件系統(tǒng)包含在內。 TFS是其中之一。

　　所有內存安全

　　TFS只使用在Rust中編寫的組件。 因此，內存不安全只能在標記為不安全的代碼中進行，這是非常仔細的檢查。

　　全面覆蓋測試

　　TFS旨在全面覆蓋測試。 通過立即顯示大類的錯誤，這對正確性提供了相對較強的保證。

　　SSD友好設計

　　TFS試圖通過重新定位死區(qū)來避免SSD中的寫入限制。

　　改進的垃圾回收

　　TFS使用Bloom過濾器進行空間高效和快速的垃圾回收。 TFS允許FS垃圾回收器在后臺運行，而不會阻塞文件系統(tǒng)的其余部分。

　　常見問題

　　為什么使用SPECK作為默認密碼？

　　SPECK是一個相對較新的密碼，但它已經受到了很多 （無效） 的密碼分析，所以它是相對安全的。它有非常棒性能和簡單的實現(xiàn)。可移植性是 TFS 設計的一個重要部分， 真正可移植的 AES 實現(xiàn)沒有旁道攻擊， 這比許多人想象的要難 （特別是，大多數(shù)便攜實現(xiàn)中都存在 SubBytes 問題）。SPECK沒有這個問題，因此可以通過最小的努力安全地實現(xiàn)移植。

　　TFS 和 ZFS 的相似程度？

　　實際上并不那么相似，它們有許多基本的思想類似，但除此之外，它們本質上是不相干的。但ZFS的設計對TFS的形成起了很大的助推作用 。

　　TFS是否只有Redox-only？

　　不，它從來沒有計劃僅僅是 Redox-only。

　　整個磁盤壓縮如何工作？

　　根據(jù)我的了解，全盤壓縮是TFS專有的。它通過將多個“頁面”（虛擬數(shù)據(jù)塊）收集到“集群”（分配單元）中起作用。這樣，可以通過簡單地解壓縮各個集群來讀取頁數(shù)據(jù)。

　　為什么 ZMicro 這么慢？它會影響 TFS 的性能嗎？

　　ZMicro這么慢的原因是因為它在一定程度上起作用，為性能提供了出色的壓縮比。這種可怕的緩慢性能是由減少寫入次數(shù)為代價的。事實上，ZMicro的50％以上的分配只會寫入一個扇區(qū)，而不是3個。其次，無論磁盤的速度有多快，它都不會接近 ZMicro 的性能，因為磁盤操作本質上是緩慢的，從這點來看， 壓縮的表現(xiàn)確實不重要。

　　可擴展哈希或B+樹？

　　都不是。TFS使用樹和哈希表的組合：嵌套的哈希表，一種哈希樹的形式。 其思想是，在Bucket（譯者注：可理解為容器）中創(chuàng)建一個新的子表，而不是重新分配。

　　設計資源

　　一些關于TFS設計的文章：

　　SeaHash： Explained. 這描述了TFS設計的默認校驗和算法。

　　On Random-Access Compression. 這個帖子描述了用于隨機訪問壓縮的算法。

　　Ternary as a prediction residue code. 使用這一點與創(chuàng)建良好的自適應（無頭）熵壓縮器有關。

　　How LZ4 works.這描述了LZ4壓縮算法的工作原理。

　　Collision Resolution with Nested Hash Tables. 這描述了我們用于目錄結構的嵌套哈希表的方法。

　　An Atomic Hash Table. 這描述了并發(fā)的內存中哈希表/鍵值存儲。

　　規(guī)范

　　完整的規(guī)范可以在specification.tex中找到。若要呈現(xiàn)它，請安裝 pdflatex， 然后運行。

　　然后打開名為 specification.pdf 的文件。

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