文件快速拷贝－reflink

Posted 2023-02-14

参考技术A REFLINK是实现文件快速拷贝的基础。

最初实现文件快速拷贝的方式是使用hardlinks。但是这样的方式存在很明显的弊端，实际上使用硬链接让文件之间共享数据的同时也共享元数据（metadata），即使用一个索引节点。当一个文件修改元数据时，其他使用该文件会收到影响。

REFLINK的实现解决了以上的弊端：数据之间不再共享元数据，而是对应不同的inode，数据块在创建支持共享。由于在拷贝时只创建新的inode，因此拷贝速度非常快。数据根据COW，只在发生变化时产生。

目前Btrfs、APFS、OCFS2等文件系统上均已支持该特性。ceph社区中有很多工程师打算支持该功能，但是已经7年了目前还没有苗头。

REFLINK一般在后面会添加上［WHEN］，表示如何创建，设置auto则使用标准的拷贝方式。always则采用COW方式创建。

开源实现中最显著的是OCFS2上的reflink实现。OCFS2是Oracle实现的文件系统，在2.6.16版本时纳入内核主线。主要是Oracle和Novell的工程师在开发维护。

“reflink which creates a target inode that shares the data extents of the source inode in a copy-on-write fashion.” 即reflink会创建一个新的索引节点和源文件共享数据。

oracle开发此功能的目的：虚拟机使用的虚拟磁盘，实际上是OCFS2文件系统上的一个文件，这些文件通常的大小为GB级别。假如需要使用相同的硬盘创建一个新的虚拟机，那么就会产生一个拷贝的动作。最初的实现方式就是在OCFS2上将这些文件拷贝，新的实现方式将使用reflink。

创建之初，不会有新的空间被占用。只有文件改变之后才会有写入动作。OCFS2已经实现了文件级别的reflink功能。而这些动作对于上层应用是透明的。

参考

https://tracker.ceph.com/issues/1680

https://blogs.oracle.com/wim/ocfs2-reflink