Apple文件系统

**Apple 文件系统**
开发者	苹果公司
全称	Apple File System
发布	2017年3月27日（iOS），2017年9月25日（macOS） (iOS 10.3, macOS 10.13)
分区标识	7C3457EF-0000-11AA-AA11-00306543ECAC (GPT)
结构
目录内容	B树
限制
最大文件尺寸	8 EiB
最大文件数量	263
文件名字符集	以UTF-8编码的Unicode 9.0
功能
日期记录	访问、属性修改、内容修改、创建
日期范围	1970年1月1日 – 2554年7月21日
日期分辨率	1 纳秒
文件系统权限	UNIX权限，NFSv4 ，存取控制串列
透明压缩	部分 (decmpfs)
透明加密	是
寫入時複製	是
操作系统支持	macOS、iOS、tvOS和watchOS

Apple文件系统（英語：Apple File System，简称APFS）是一个适用于macOS、iOS、tvOS和watchOS的文件系统，目前由苹果公司开发和部署。^[5]^[6]^[7]它的目的是解决Mac OS扩展的HFS+文件系统的核心问题。^[8]APFS针对闪存和固态存储设备进行优化，具有寫入時複製等设计特点，使用I/O合并改进性能。^[9]^[10]

特点[编辑]

Apple 文件系统使用64位inode号码，并允许使用更安全的存储。与HFS+类似，为了提供更好的空间管理与性能，APFS的代码使用TRIM命令。由于APFS采用全新的数据计算方式，设备的读写速度与可用空间可能会因此提升。^[11]

寫入時複製[编辑]

寫入時複製可以使文件系统快速、高效地在同个卷宗上复制文件，且不须占用额外存储空间。对数据的修改将写入其他位置，未修改的块则继续共享使用。对文件的更改将使用差分編碼保存，减少文档修订和复制所需的存储空间。^[7]

快照[编辑]

APFS支持创建特定时间点、文件系统只读实例的快照。^[7]

加密[编辑]

APFS将实现文件和敏感元数据的磁盘加密。它对一个容器中的每个卷支持下列加密模型：

不加密
单密钥加密
多密钥加密，每个文件使用单独的密钥加密，元数据再使用另一个密钥加密。^[7]

数据完整性[编辑]

APFS利用现代硬件固件中强大的校验和和错误纠正的优势。为确保数据完整性，APFS 对元数据采用校验和技术，但未同时对用户数据采用。^[12]

崩溃防护[编辑]

APFS被设计为可以免受崩溃带来的数据损失。它使用“写入全新的元数据记录、指向新的记录、释放旧的记录”的逻辑，而非直接覆盖现有的记录。这能避免更新期间崩溃而导致的记录损坏，也能防止重复写入两次更改（HFS+日志文件系统需要将更改先写入日志，再写入目录文件）。^[13]

限制与不足[编辑]

第一代APFS不为用户数据提供校验和，但通过基于元数据的校验和检查来确保数据完整。^[14]另外，它并不利用易失性存储器可比特寻址这一特性，也不支持压缩。^[15]

与HFS+不同的是，在macOS High Sierra测试版本之前，APFS不进行Unicode正规化，^[16]无法支持大多数非英语语言。^[17]^[18]

操作系统支持[编辑]

macOS[编辑]

APFS于macOS Sierra中提供，但存在一些限制：

使用macOS Sierra格式化所得到的磁盘可能并不会与未来版本的macOS兼容，并也可能不与macOS的最终版本兼容。
APFS的可用选项有“区分大小写”，“加密”，“区分大小写，加密”。
关于Time Machine：macOS Catalina (10.15) 及先前版本不能备份到 APFS 格式的磁盘^[19]，而在macOS Big Sur（11）中支持备份至APFS格式的硬盘^[20]。
macOS 10.14 前的系統不兼容Fusion Drive。
在macOS的磁盘工具中，可通过“菜单-编辑-转换为APFS”无损把HFS+分区转换为APFS分区，但不能无损把APFS分区转换回HFS+分区。

在macOS Sierra中可使用diskutil命令行工具将分区格式化为APFS。APFS 在 macOS High Sierra（10.13）之後將成為預設的檔案格式。

iOS、tvOS与watchOS[编辑]

所有兼容的设备升级到iOS 10.3、tvOS 10.2和watchOS 3.2，会将HFS+文件系统转换为APFS。^[21]有测试表明APFS不支持32位的设备，例如iPhone 5^[22]。

参见[编辑]

参考资料[编辑]

^ Hansen, K.H.; Toolan, F. Decoding the APFS file system. Digital Investigation. 2017-09-21, 22: 107–132. ISSN 1742-2876. doi:10.1016/j.diin.2017.07.003.
^ ^2.0 ^2.1 Volume Format Comparison. Apple Developer. [2018-05-25] （英语）.
^ Apple File System Guide / Frequently Asked Questions. [2018-05-25].
^ Bertin, René. Compression and APFS. Github. [2019-02-02].
^ Apple is upgrading millions of iOS devices to a new modern file system today. The Verge. 2017-03-27 [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-27）.
^ Roger Fingas. 'Apple File System' will scale from Apple Watch to Macs, replace HFS+. Apple Insider. June 13, 2016 [2016-06-23]. （原始内容存档于2016-07-23）.
^ ^7.0 ^7.1 ^7.2 ^7.3 Hutchinson, Lee. Digging into APFS, Apple's new file system. Ars Technica UK. 13 June 2016 [15 June 2016]. （原始内容存档于2017-07-23）. 引用错误：带有name属性“digging-into-apfs”的<ref>标签用不同内容定义了多次引用错误：带有name属性“digging-into-apfs”的<ref>标签用不同内容定义了多次引用错误：带有name属性“digging-into-apfs”的<ref>标签用不同内容定义了多次
^ 进步与缺憾资深开发者讲解苹果新文件系统. 威锋网. [2016-06-29]. （原始内容存档于2019-12-04）.
^ Weintraub, Seth. Apple File System (APFS) announced for 2017, scales ‘from Apple Watch to Mac Pro’ and focuses on encryption. 9to5Mac. 2016-06-13 [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-28）.
^ New file system spotted in macOS Sierra [Updated]. Ars Technica. [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-28）（美国英语）.
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^ Adam Leventhal. APFS in Detail: Data Integrity. June 19, 2016 [2016-06-23]. （原始内容存档于2016-06-21）.
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^ Andrle, Tomas, TestIOSAPFSCheck: Trying to programmatically detect if filesystem is APFS, 2017-06-02 [2017-06-09] ^{[永久失效連結]}

外部链接[编辑]

Apple File System Guide （页面存档备份，存于互联网档案馆）（在Apple Developer上）（英文）
APFS in Detail: Overview （页面存档备份，存于互联网档案馆）（英文）

[hansenToolan2017-1] Hansen, K.H.; Toolan, F. Decoding the APFS file system. Digital Investigation. 2017-09-21, 22: 107–132. ISSN 1742-2876. doi:10.1016/j.diin.2017.07.003.

[appleVolumeComparision-2] 2.0 ^2.1 Volume Format Comparison. Apple Developer. [2018-05-25] （英语）.

[appleApfsFaq2018-3] Apple File System Guide / Frequently Asked Questions. [2018-05-25].

[4] Bertin, René. Compression and APFS. Github. [2019-02-02].

[5] Apple is upgrading millions of iOS devices to a new modern file system today. The Verge. 2017-03-27 [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-27）.

[6] Roger Fingas. 'Apple File System' will scale from Apple Watch to Macs, replace HFS+. Apple Insider. June 13, 2016 [2016-06-23]. （原始内容存档于2016-07-23）.

[digging-into-apfs-7] 7.0 ^7.1 ^7.2 ^7.3 Hutchinson, Lee. Digging into APFS, Apple's new file system. Ars Technica UK. 13 June 2016 [15 June 2016]. （原始内容存档于2017-07-23）. 引用错误：带有name属性“digging-into-apfs”的<ref>标签用不同内容定义了多次引用错误：带有name属性“digging-into-apfs”的<ref>标签用不同内容定义了多次引用错误：带有name属性“digging-into-apfs”的<ref>标签用不同内容定义了多次

[8] 进步与缺憾资深开发者讲解苹果新文件系统. 威锋网. [2016-06-29]. （原始内容存档于2019-12-04）.

[9] Weintraub, Seth. Apple File System (APFS) announced for 2017, scales ‘from Apple Watch to Mac Pro’ and focuses on encryption. 9to5Mac. 2016-06-13 [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-28）.

[10] New file system spotted in macOS Sierra [Updated]. Ars Technica. [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-28）（美国英语）.

[11] Updating your iPhone will give you one major benefit. JOE.co.uk. [2017-06-09]. （原始内容存档于2017-05-20）（英语）.

[12] Adam Leventhal. APFS in Detail: Data Integrity. June 19, 2016 [2016-06-23]. （原始内容存档于2016-06-21）.

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[14] A ZFS developer’s analysis of the good and bad in Apple’s new APFS file system. Ars Technica. [2017-01-28]. （原始内容存档于2017-06-19）（美国英语）.

[15] Harris, Robin. Why Apple's APFS won't last 30 years | ZDNet. ZDNet. [2017-01-28]. （原始内容存档于2017-04-06）（英语）.

[16] Tsai, Michael J. APFS's "Bag of Bytes' Filenames. mjtsai.com. [2017-06-09]. （原始内容存档于2021-01-24）（英语）.

[17] y. APFS is currently unusable with most non-English languages. The Eclectic Light Company. 2017-04-06 [2017-06-09]. （原始内容存档于2017-06-08）.

[18] Inc., Apple. What's new in Apple File System - WWDC 2017 - Videos - Apple Developer. Apple Developer. [2017-08-03]. （原始内容存档于2021-05-07）（美国英语）.

[19] 在 Mac 上可以与时间机器配合使用的磁盘类型. Apple Support. [2020-07-15]. （原始内容存档于2020-07-15）（中文（中国大陆））.

[20] APFS changes affect Time Machine in macOS Big Sur, encrypted drives in iOS 14. AppleInsider. [2020-07-15]. （原始内容存档于2021-01-22）（英语）.

[21] Clover, Juli. Apple Releases iOS 10.3 With Find My AirPods, APFS, App Store Review Tweaks and More. [2017-04-02]. （原始内容存档于2017-03-27）.

[22] Andrle, Tomas, TestIOSAPFSCheck: Trying to programmatically detect if filesystem is APFS, 2017-06-02 [2017-06-09] ^{[永久失效連結]}

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