NTFS与FAT的碎片化问题 小结

整理自原文：http://www.databack.com.cn/News/2005.html

FAT32之所以碎片化严重，是由于他并没有将数据区和目录区分开，而是混在一起，它在格式化时，将数据区中第一个簇留给了根目录，而数据则从第二个簇开始写入。

如果一个簇的空间不够记录所有的根目录文件，那么FAT32会在数据区另辟空间来继续存储根目录.
同样，子目录也是这样，所有FAT32的子目录都是在数据区中单独开辟区域写入的，然后根目录与子目录通过地址双向绑定的方式互为记录。
同时，FAT32对于目录区的使用规则执行"(First)第一可用原则”，即只要前边的目录被删除了，新文件就可以马上占用这个位置。
因此，即使连续存入的文件目录，也可能保存在硬盘的不同位置上。这就是FAT32碎片化严重的原因所在，当我们需要建立FAT32的目录结构时，系统需要在硬盘不同的区域上反复读取，对于机械硬盘来说，执行效率无疑会大打折扣，因此数据恢复软件在进行目录解析时，速度很慢。

NTFS则有效的解决了这种目录碎片化的弊病。
NTFS文件系统中的文件属性可以分成两种：目录区和数据区。1）目录区直接保存在$MFT中，像文件名和相关时间信息(例如创建时间、修改时间等)永远属于常驻属性，2）数据区则保存在$MFT之外，但会使用一种复杂的索引方式来进行指示。
NTFS在格式化时，从分区的786432号簇（或2号簇）开始，向后保留了分区容量的12.5%作为目录区$MFT的专属空间，文件目录在这个区域连续向后存储。

只有硬盘存储空间不足时，才会临时征用$MFT的存储空间。
当存储空间释放后，即归还占用的空间。
同时，NTFS对于目录区的使用规则为"(Next)下一可用原则"，即除非目录区空间不足，否则新目录会持续向后写入而不马上占用已删除的文件目录。正是这两点特征，使得NTFS的工作效率大大提升。

但是NTFS对于巨大数量文件（数百万甚至上千万）的管理效率依然不尽如人意。这是因为如果$MFT的空间不足时，系统会在硬盘其他区域为$MFT分配新的空间，而一旦新的空间变多了，NTFS也会走上FAT32这种目录碎片化的道路。因此大型网站这种文件数量很大的存储环境中，很少有人采用Windows和NTFS，而更倾向于EXT、UFS这类效率更高的文件系统。

其他见：搞懂「文件系统」