ext4、ntfs、xfs、btrfs、zfs、f2fs和reiserFS性能测试对比

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文章目录

• ext4、ntfs、xfs、btrfs、zfs、f2fs和reiserFS性能测试对比
• • 1. 前言
  • 2. Linux 4.4 Benchmark
  • • 2.1 测试环境
    • 2.2 测试手段
    • 2.3 测试结果
    • 2.4 各大文件系统对比
  • 3. ZFS Ubuntu 16.04 测试
  • • 3.1 测试环境
    • 3.2 测试手段
    • 3.3 测试结果
    • 3.4 zfs 性能分析
  • 4. 关于性能测试
  • 5. 总结

1. 前言

目前的文件系统五花八门，从人人皆知的 ext4、ntfs 和 xfs，到 btrfs、zfs 等小众文件系统，可谓是琳琅满目，让人难以抉择适合自身业务的文件系统。

本文总结了国外网友在 OpenBenchmark 网站上的结果，并给出不同情境下各大文件系统的性能表现与对比。

目前所涉及到的文件系统包括：

• btrfs
• xfs
• ext4
• f2fs
• reiserFS
• ntfs
• zfs

写文不易，还望一键三连点个关注吧！

2. Linux 4.4 Benchmark

测试基准数据来源于 Linux 4.4 File-Systems。

2.1 测试环境

各文件系统挂载选项：

2.2 测试手段

对于文件系统的 benchmark，分为以下的测试手段：

• aio-stress：使用 SuSE 开发的异步 I/O 框架，测试异步 I/O 在高压环境下的随机写入能力。
• sqlite：测量 SQLite 数据库进行固定数量的 Insert 操作的写入用时，此为数值越小越好的测试。
• flexible IO tester：无缓存情况直写磁盘的情况下，测试硬盘对 4KB 大小的块的随机读写及顺序读写能力。
• fs-mark：创建众多的 1MB 文件以测试文件系统写入能力。
• dbench：模拟多用户读写压力的 benchmark 工具。
• compilebench：通过内核树的编译与更新，模拟并测试硬盘快满且文件夹存放过久后的表现。

2.3 测试结果

测试结果的总表如下，其中标 ^ 的为同测试中最优数据，标 * 为最差数据。数据单位均为 MB/s 或秒，且仅保留整数部分。：

各个测试的图表如下：

2.4 各大文件系统对比

1. 高并发读写：btrfs 最优，xfs 及 ext4 稍好，zfs 及 ntfs 最差。
2. 随机读写：ntfs 最优，其余相差不大。
3. 顺序读写：ntfs 最优，btrfs 最差，其余相差不大
4. 顺序多文件写入：f2fs 最优，其余相差不大。
5. 并发多文件写入：ext4 最优，ntfs 最差，zfs 较弱，其余相差不大。
6. 顺序多文件写入不同子目录：f2fs 最优，其余相差不大。
7. 多客户使用体验：xfs 最优，ntfs 最差，reiserFS 较弱，其余皆优秀。

通过此 benchmark，可以发现各个文件系统具有特性，且各有优缺点：

• btrfs 仍处于开发阶段，其 COW (Copy On Write) 机制使其对数据库的插入操作表现较差。
• xfs 和 ext4 的综合素质优秀，特定能力上不会过于耀眼，但是对用户来说综合体验最佳。
• f2fs 在多文件情境下表现出色。
• reiserFS 即将被 reiser4 文件系统取代，综合性能大不及其它系统。
• ntfs 在串行的工作模式下，其随机读写和顺序读写能力都极高；反之，其在高并发高压环境下表现不佳。

注：fio 测试中缺少 zfs 相关数据，将在之后的测试中重新进行分析。

3. ZFS Ubuntu 16.04 测试

由于 zfs 相关数据在第 2 章的测试中不够完善，因此本章补充 zfs 相关的测试内容。

本章数据参考自 ZFS Ubuntu 16.04 Testing。

3.1 测试环境

各文件系统挂载选项：

注：此环境与测试 2 中基本一致，可以联合查看。

3.2 测试手段

对于文件系统的 benchmark，分为以下的测试手段：

• fs-mark：创建众多的 1MB 文件以测试文件系统写入能力。
• blogbench：模拟一个博客网站的压力场景，测试随机读写的能力。
• dbench：模拟多用户读写压力的 benchmark 工具。
• iozone：发起众多不同类型的 I/O 请求，测试文件系统的性能。
• compilebench：通过内核树的编译与更新，模拟并测试硬盘快满且文件夹存放过久后的表现。、

3.3 测试结果

与 2.3 中测试样式基本一致，所使用单位为 MB/s 或其他特殊的单位：

3.4 zfs 性能分析

相较于其他常用的文件系统，zfs 在性能上并不能占得太多优势，相反地，zfs 在各方面的性能上都不及其它的文件系统。

但这并不意味着 zfs 一无是处，zfs 的使用场景主要位于多硬盘体系，其最具特色的功能在于其提供文件系统级别的 raid 阵列能力，因此仍然有不少的适用场景。

4. 关于性能测试

性能测试并不代表文件系统的实际体验，在读者阅读此篇文章之前，需要明确此点。

许多文件系统并不一定专门为性能而生，它们都有自己的适用场景，每个文件系统都有其独特的设计初衷。例如：

• btrfs 和 zfs 都具有 COW(Copy On Write) 机制。COW 机制使得它们在进行修改操作时具有不俗的性能，但也带来了磁盘空间的浪费，并增加了读取时的消耗。
• btrfs 和 zfs 都自带 raid 功能。在数据可用性有要求的情况下，相比其他的文件系统，它们能提供开箱即用的 raid 阵列能力。
• btrfs 对所有数据都带有 checksum 机制，确保文件完整性。
• xfs 具有动态 inode 分配能力，适合大文件分配。
• … …

因地制宜，适才取用，才是程序员之道。

5. 总结

本文笔者总结了 OpenBenchmark 上的一些数据，并整合出了文件系统的性能对比。

字不在多，好用就行。笔者刚回到 CSDN 没多久，感觉 CSDN 写作中，弥漫着浓浓的就业、应试气氛。对于我这种只想观看前沿技术和新奇报道的博主而言，不是十分友好，且预感此篇文章也将石投大海，掀不起一丝风浪。

无妨，只望有用之士取之即可，愿开源精神长存！

若觉得本文有用，还望一键三连，俺必定十分感激！

来源地址：https://blog.csdn.net/linkyy5/article/details/125955196