这就是Linux日志文件系统最初的工作方式。原子操作，因为写一个文件不仅涉及到用户数据，还包括Superblock、inodebitmap、inode、datablockbitmap等元数据，所以写操作不能一步完成。如果其中任何一个步骤被打断，都会导致数据不一致或损坏。举个简单的例子，我们写一个文件，包括以下几个步骤：从数据块位图中分配一个数据块；在inode中添加指向数据块的指针；将用户数据写入数据块。如果第2步完成但第3步没有完成，结果就是数据损坏，因为文件认为数据块是自己的，但里面的数据实际上是垃圾；如果步骤2完成了，1没有完成，结果是元数据不一致，因为文件已经把数据块占为己有，但是文件系统还是认为数据块没有分配，然后可能分配数据块到其他文件，导致数据被覆盖；如果第1步完成，第2步没有完成，结果是文件系统分配了一个数据块，但是没有文件使用这个数据块，造成空间浪费；如果步骤3完成了，但是2没有完成，结果就是用户数据写入了硬盘数据块，但是白写了，因为文件不知道这个数据块是自己的。日志文件系统（JournalFileSystem）就是为解决上述问题而诞生的。它的原理是在写操作之前，预先记录下即将到来的步骤（称为事务），并保存在文件系统上的单独空间中。这就是所谓的journal，也叫Write-aheadlogging，日志保存成功后，才进行真正的写操作，将文件系统的元数据和用户数据写入硬盘（称为checkpoint），这样在写操作过程中断电的情况下，下次挂载文件时，系统只是重新执行之前保存的日志（术语称为重放），避免了上述数据损坏的情况。有人问在保存日志的过程中突然断电了怎么办？最初的想法是一次性将一条日志的数据写入硬盘，相当于一个原子操作。但是，这是不可行的，因为硬盘通常以512字节为单位进行操作，日志数据不可能超过512字节。写过一次。所以其实我们就是这样做的：为每条日志设置一个终结符，只有在日志写入成功后才写入终结符。如果一条日志没有对应的终止符，那么它会被视为无效日志，直接丢弃，这样可以保证日志中的数据是完整的。日志对应的写操作完成后就没有用了，可以释放占用的硬盘空间。保存日志的硬盘空间是有限的，而且是循环使用的，所以日志又叫循环日志。至此，我们可以总结出日志文件系统的工作步骤：日志写入：将事务写入日志；Journalcommit：在一条日志被保存后写入终结符；Checkpoint：执行真正的写操作，并将元数据（metadata）和用户数据（userdata）写入文件系统；释放：回收日志占用的硬盘空间。上述方法还将用户数据记录在日志中，称为DataJournaling。LinuxEXT3文件系统支持这种方法。这种方法存在一个效率问题：元数据（metadata）和Userdata实际上在硬盘上写了两次，一次在journal，一次在文件系统。元数据无非就是如此，用户数据通常都比较大，复制几GB的电影文件还要乘以2，确实降低了效率。一种更有效的方法是MetadataJournaling，它不会在日志中记录用户数据。防止数据损坏的方法是先写用户数据再写日志，也就是在上面的“日志写入”中先写用户数据，这样可以保证只要日志有效，对应的用户数据就是也有效。一旦断电，最坏的结果就是最后一条日志没有记录下来，那么相应的用户数据也会丢失，效果和DataJournaling一样。重要的是保证文件系统的一致性和完整性。MetadataJournaling也称为OrderedJournaling，大多数文件系统都使用这种方法。与LinuxEXT3文件系统一样，您也可以选择DataJournaling或OrderedJournaling。参考：崩溃一致性：FSCK和日志来源：http://linuxperf.com/?p=153
