Четыре самые интересные функции новой Apple File System. APFS – новая файловая система от Apple

Вы подключили свой iPhone или iPad к компьютеру с Windows, но ни в проводнике Windows, ни в iTunes вы не видите всего того, что есть в памяти вашего устройства? Так как подключить iPhone или iPad как обычный внешний диск USB? И возможно ли это без джейлбрейка? Да, с помощью PhoneBrowse, например.

PhoneBrowse это бесплатный инструмент для Windows, позволяющий просматривать и управлять файлами на iPhone, iPad и iPod без джейлбрейка устройств. С этой программой вы даже сможете добавлять, удалять или переименовывать все типы файлов, хранящихся на вашем устройстве с iOS. Все это в довольно простом, но очень приятном пользовательском интерфейсе, стилизованном под Mac OS X.

Скачайте, установите PhoneBrowse на компьютер с Windows, подключите ваше устройство, и вперед. Инструмент автоматически обнаружит подключенное устройство и просканирует его файловую систему. После этого вы увидите пять различных вкладок, первая из которых отображает общую информацию о подключенном устройстве, включая процент заряда аккумулятора, версию ОС и состояние памяти.

Процесс добавления и удаления файлов через PhoneBrowse является простым и быстрым. Для этого предусмотрены кнопки «Import» и «Delete». Причем можно добавить можно как отдельный файл, так и папку целиком. Для копирования файлов с устройства на компьютер имеется кнопка «Export». Также можно создавать новые папки и переименовывать файлы. А еще через PhoneBrowse можно просматривать файловую структуру установленных приложений.

Как уже было сказано выше, инструмент доступен бесплатно и работает на различных версиях Windows – от XP до 8 и 8.1.

На прошедшей WWDC Apple представила новую файловую систему – Apple File System, или APFS. Хотя HFS+ используется на всех продуктах Apple (и будет использоваться еще как минимум год, релиз APFS запланирован на 2017), требованиям современных файловых систем HFS+ не отвечает. Ей уже больше 30 лет, она была создана для времен, когда дискеты и жесткие диски считались последним словом техники. Чтобы использовать HFS+ на iOS, tvOS и watchOS, Apple пришлось добавить совершенно сторонний, не поддерживаемый на macOS функционал: например, шифрование для каждого отдельного файла.

В новой APFS добавили столько функций, что глаза разбегаются: оптимизация для Flash и SSD, защита от потери данных при аварийном завершении работы за счет увеличения количества атомарных операций , встроенная поддержка нескольких типов шифрования, сильно уменьшенное время отклика, быстрая оценка размера файлов и папок – список можно продолжать и продолжать. В этой статье мы рассмотрим четыре, как нам кажется, самые интересные функции новой файловой системы.

Безопасное Copy-on-write

Для начала нам придется разобраться, с несколькими ключевыми терминами. Атомарные операции – это такие операции, которые выполняются в файловой системе или базе данных нераздельно, и упростить их невозможно. Атомарная операция не может остаться неоконченной, если будет прервана. Такая операция либо выполняется полностью, либо не выполняется совсем. POSIX-совместимое безопасное атомарное сохранение файла выполняется следующим образом – когда мы работаем с приложением и сохраняем файл, данные из памяти выгружаются во временный файл на диске. Когда приложение уверено, что данные были выгружены полностью и без ошибок, приложение запрашивает файловую систему о переименовании . Операция переименования – атомарная, она будет либо выполнена полностью, либо не выполнена совсем. При переименовании происходит следующее: файловая система перемещает временный файл на место сохранения (скажем, из /var/tmp/Batcave_shopping.pages в ~fedor/Documents/Batcave_shopping.pages), а затем удаляет старый файл.

Однако, что если мы сохраняем не файл, а папку или Bundle (например, .rtfd или.app, тоже, по сути своей, папки)? Предположим, мы работаем с документом ~fedor/Documents/AlfredHappyBirthday.rtfd. Это – Bundle, у нас в нем содержится текст и несколько изображений. Когда мы вносим изменения и сохраняем их, приложение перезаписывает Bundle целиком, а не только измененный текст или изображение. Требования POSIX не позволяют переименовать папку куда-то, где уже есть данные, поэтому приходится прибегать к ухищрениям. Документ перемещается из ~fedor/Documents/, освобождая пространство, затем временный файл из /var/tmp/AlfredHappyBirthday.rtfd переименовывается в пустое место. Такая операция – неатомарная и небезопасная. Если случится ошибка системы или компьютер лишится питания во время выполнения операции – документ будет утерян.

Очевидно, что такое решение нежелательно. Поэтому в APFS была введена новая, POSIX-несовместимая атомарная безопасная операция сохранения папок. Когда приложение запрашивает сохранение папки, временный и постоянный файлы меняются местами. Это выполняется силами файловой системы, и такая операция – атомарная.

Это и есть функция безопасного Copy-on-write – одного из важнейших нововведений в APFS.

Клонирование и snapshots

Если вам нужна копия какого-то файла или папки – вы щелкаете по ним правой кнопкой мыши и выбираете Duplicate. В HFS+ это означает, что файловая система считывает все данные, а потом записывает их в свободное пространство. Такой подход неэффективно расходует пространство и зря нагружает диск и процессор. В APFS, когда вы дублируете данные – через Duplicate или просто ⌘C, ⌘V – файловая система копирует только ссылку на них (так называемый hard link), а содержимое не дублируется. Такая операция называется клонированием . Благодаря клонированию дубликат данных или папки появляется практически моментально, и занимает пренебрежимо малое количество свободного пространства. Если вы внесете изменения в оригинал или клон, файловая система запишет изменения и перенаправит ссылку соответствующе, а оригинальная часть данных останется нетронутой. В APFS операция клонирования – атомарная.

Snapshots – это специфический снимок тома, который хранит информацию о данных на этом томе в определенный момент времени. Проще всего понять принцип его работы на примере. Предположим, что у нас есть том (скажем, флешка) с двумя презентациями. Мы создаем Snapshot этой флешки, в нем записано: два файла Joker.key и Riddler.key, файлам принадлежат следующие блоки данных. Сам Snapshot данных с флешки не содержит – только то, какие файлы находились на ней в момент создания снимка и какие им принадлежали блоки. Особенность Snapshot заключается в том, что блоки, записанные в него, оказываются закрыты. Их нельзя удалить, переместить или перезаписать. Поэтому, например, если мы внесем изменения в Joker.key, а Riddler.key вообще удалим – оригинальные блоки данных останутся нетронутыми. Хотя такой подход занимает дополнительное свободное пространство, он позволяет APFS практически моментально вернуть том во времени к моменту создания любого снимка.

Space sharing

Space sharing – еще одна очень интересная функция APFS. В очередной раз, проще всего ее понять на примере. Предположим, у вас есть ноутбук, в нем установлен SSD на 256 ГБ (очень может быть, что у вас действительно есть такой ноутбук) и вы хотите установить на него OS X El Capitan и бета-версию macOS Sierra. Увы, Apple пока не позволяет загружать операционную систему с тома APFS (или использовать его для Time Machine, если на то пошло), поэтому вам нужно создать два раздела HFS+. Вы запускаете Disk Utility и перед вами встает дилемма – какого объема сделать разделы? Можно просто разбить диск пополам, но что если вам не хватит места для комфортной работы в El Capitan? Или, наоборот, вы переборщите и нужные вам приложения в Sierra не смогут уместиться?

APFS решает эту проблему с помощью Space sharing. На диске с APFS-томами уровнем выше создается контейнер, содержащий все тома. Они могут свободно и динамически увеличиваться или уменьшаться в пределах такого контейнера, не требуя от пользователя выбирать, какого объема они должны быть. Вернемся к нашему гипотетическому ноутбуку. Если вместо HFS+ использовать APFS для обоих томов, обе операционные системы сообщали бы, что для каждой доступно 256 ГБ пространства. При этом пространство, занятое файлами одной системы, оказалось бы недоступно для другой. Такое решение сильно упрощает работу с несколькими томами и позволяет получить из их использования максимальную выгоду без больших трудностей.

Миграция с HFS+

Наконец, как же мы можем мигрировать на APFS? Процесс перехода на файловую систему обычно тяжелый, долгий и не всегда безопасный. Приходится делать резервную копию данных на внешний носитель, стирать жесткий диск компьютера, записывать новую файловую систему, устанавливать ОС, восстанавливать свои данные из копии и надеяться, что ничего не исчезло со своих мест.

К счастью, Apple об этом позаботилась. Инженеры компании провели большую работу над процессом миграции. Процесс практически полностью состоит из атомарных операций, но главное – данные о новой файловой системе записываются только в пустое пространство на томе HFS+. А значит, даже если что-то пойдет не так, это не повредит ни вашим данным, ни структуре вашей уже существующей файловой системы. И, по словам инженеров Apple, вся миграция занимает всего несколько минут.

Вот мы и подошли к концу. Мы успели поговорить только о четырех функциях, но в APFS их намного больше. Если вы хотите погрузиться в детали, официальная документация содержит все подробности. Новую файловую систему, как мы уже упоминали выше, нельзя использовать для загрузочного диска или Time Machine, и она не будет поддерживаться на OS X Yosemite и старше. Официальный релиз APFS назначен на 2017 год.

Что такое Apple File System

Apple File System – новая файловая система, к оторая будет использоваться на всех устройствах начиная с Apple Watch и заканчивая Mac . Она «заточена» под флеш-память и пришла на смену устаревшей HFS+. Главные нововведения APFS: улучшенные алгоритмы шифрования, оптимизация использования памяти, защита от сбоев, функции клонирования файлов и папок и умное использование пространства . На практике это обеспечит более стабильную работу ОС, увеличит скорость чтения/записи данных и еще больше защитит пользовательскую информацию.

Почему Apple переходит на APFS

30-летняя HFS+, на которой основаны файловые системы современных гаджетов Apple, создавалась для компьютеров с несколькими накопителями, которые обрабатывали большие объемы файлов. На мобильных устройствах вроде iPhone или Apple Watch приоритеты другие – пользователям нужно, чтобы быстро открывались приложения, а ОС вовремя реагировала на запросы. Для этого в APFS применяются такие функции как клонирование (мгновенное копирование файла или директории, при котором не требуется дополнительное место для хранения данных) и рязрежение (сжатие данных, при котором экономится дисковое пространство и увеличивается скорость записи). А за счет использования «снапшотов» (открытых только для чтения «слепков» файловой системы в томе) ускорится резервное копирование, а именно создание бэкапов с помощью Time Machine.

APFS спроектирована для дальнейшего расширения. В отличие от HFS+, где используется 32-битный каталог записи, в APFS используется 64-битный индексный дескриптор (это такая структура данных в файловых системах). Другими словами, APFS сможет хранить 9 квинтильонов (миллион триллионов!) файлов, что не так актуально для iOS-устройств, но с излишком хватит на ближайший десяток лет для macOS и внешних накопителей.

Какие преимущества для пользователей

Помимо более быстрой и стабильной работы операционной системы, пользователи получат доступ к надежным инструментам шифрования данных на диске. Благодаря APFS iPhone больше не будут превращаться в «кирпичи» после неудачных обновлений – Apple защитит данные на накопителе от повреждений, вызванных сбоями. Наконец, используя функцию Space Sharing, все тома диска смогут «делиться» свободным пространством.

Инженер UiPservice Владислав Юдченко дал комментарий редакции UiP:

«APFS даст возможность операционкам меньше крэшиться, она быстро копирует файлы и оптимизирует пространство. Пока что разница будет не так ощутима, но в новых апдейтах станет заметной. Вскоре и вовсе привыкнем, переход всех устройств на APFS даже не заметим»

Например, второй системой (через Bootcamp) у вас установлена Windows и вы выделили для нее 100 ГБ . С Apple File System больше не придется вручную перераспределять отведенный объем памяти. Если 100 ГБ окажется мало, система сама «заберет» нужное количество свободного дискового пространства. При этом функция клонирования файлов и папок позволит быстрее копировать и перемещать данные.

Ограничения Apple File System

Сейчас в APFS нельзя форматировать системные диски . Не поддерживают новую файловую систему гибридные Fusion Drive, функции FileVault и Time Machine.

Как начать использовать APFS

Если вы обновили iPhone или iPad до iOS 10.3 – устройство уже использует Apple File System. С Mac сложнее, здесь APFS – нечто вроде бета-версии. Отформатировать можно внешний диск, карту SD или флешку, да и то только с помощью Терминала. Словом, пока лучше не экспериментировать.

С января этого года Apple тестирует обновление iOS 10.3, в котором компания внедряет новую файловую систему. Новый способ организации хранения данных вслед за Mac придет на iPhone, iPad и Apple Watch. Как от этого выиграют пользователи «яблочных» устройств, далее в нашем материале.

Что такое Apple File System (APFS)?

Apple File System («Файловая система Apple») - это собственная разработка компании, которая была анонсирована летом прошлого года. Она заменила предыдущую файловую систему HFS+, которую Apple впервые представила еще в 1998 г. Анонс APFS состоялся в июне 2016 года на Всемирной конференции разработчиков WWDC. Технология была разработана Apple с нуля и ориентирована в первую очередь на работу с флеш-накопителями и более совершенное шифрование данных.

В APFS реализована поддержка практически всех возможностей HFS+, однако она больше отвечает требованиям современных «яблочных» продуктов. В отличие от HFS+, она оптимизирована для флеш- и SSD-накопителей, поддерживает усиленное шифрование, создание «снимков» системы, копирование при записи метаданных, атомарные примитивы.

В чем преимущества APFS?

Возможно, не все пользователи обратят на это внимание, но APFS позволяет устройствам работать быстрее. Во-первых, новая файловая система иначе подсчитывает объемы свободного и занятого пространства, поэтому после перехода на APFS окажется, что места на накопителе будет больше. Это уже заметили разработчики, установившие на iPhone и iPad бета-версию iOS 10.3.

Во-вторых, APFS быстрее перемещает и копирует файлы, а значит, на загрузку ОС и установку приложений будет уходить меньше времени. Преимущества APFS над HFS+ наглядно продемонстрировал на WWDC 2016 инженер Apple Эрик Тамура, скопировав iTunes на флеш-накопитель, отформатированный под новую систему. Когда APFS уже завершила работу, диск на HFS+ продолжал копировать еще 17 секунд.

APFS позволяет осуществлять копирование во время записи метаданных, клонировать файлы и папки, делать моментальные снимки файловой системы, имеет повышенную устойчивость к сбоям, поддерживает совместное использование пространства, ускоренную каталогизацию и многие другие функции, которые позволят iPhone и iPad работать быстрее и надежнее.

Дата релиза APFS

В прошлый четверг вышла уже седьмая бета-версии iOS 10.3, а значит, финальный релиз не за горами. Пользователям волноваться не о чем: новая ОС автоматически сконвертирует текущую файловую систему HFS+ в APFS.

APFS рассчитана на работу с iOS, macOS, tvOS и watchOS, поэтому может быть установлена на все продукты Apple. Компания собирается перевести на нее свои устройства. Изменение файловой системы не должно приводить к утрате данных пользователя, заявляют в компании, однако рекомендуется на всякий случай прибегнуть к резервному копированию информации.

Самые вкусные новости часто остаются за кулисами презентаций Apple. Причина в том, что некоторые из них подходят преимущественно для разработчиков, а на другие банально не хватает времени — немудрено, при таких-то масштабных анонсах iOS 10! Появление новой файловой системы от Apple под названием APFS (The Apple File System) прошло без шума и пыли, однако утечка просочилась Интернет, и теперь ничего не мешает внимательно изучить её.

APFS представляет собой файловую систему нового поколения, которая может работать на всех устройствах, начиная с Apple Watch и заканчивая Mac Pro. The Apple File System оптимизирована под SSD/Flash-накопители, то есть ставка делается уже не на жёсткие диски, а максимальный приоритет присваивается шифрованию. На сегодняшний день широкое распространение получила более старая купертиновская разработка – HFS+, с которой стоит сравнить APFS. Но сначала, как ни странно, опишем список ограничений APFS:

• Отформатированные в APFS разделы не могут быть использованы в качестве загрузочных дисков.
• APFS чувствительна к большим и маленьким буквам в названиях файлов.
• Резервные копии Time Machine не поддерживаются в APFS.
• Отформатированные в APFS разделы не подходят для шифрования через FileVault.
• Конструкция Fusion Drive пролетает мимо APFS.

Кроме того, сейчас APFS не является проектом с открытым кодом, да и сама Apple вряд ли имеет на неё подобные планы. Тем более, что купертиновцы только в следующем году собираются публично заявить о своей файловой системе нового поколения.

Расписав недостатки, способные отпугнуть рядового пользователя, стоит обозначить и достоинства APFS :

• Конечно же, плодотворная работа с твердотельными накопителями.
• Использование так называемых контейнеров в качестве ячеек хранения, которые сильнее защищены от сбоев. Кроме того, каждый контейнер может экспортировать один или несколько разделов, или файловых систем, имеющих собственные имена, файлы и директории. Заметьте , что изначально не заявлена прямая поддержка RAID, однако APFS может быть объединена с разделом Apple RAID, чтобы работали RAID 0, RAID 1 и JBOD. Подключаемые RAID-массивы также смогут подружиться с APFS.
• APFS поддерживает 64-битные индексные дескрипторные числа, в то время как файловые идентификаторы HFS+ сосредоточены на 32-х битах. APFS в состоянии уместить квинтиллион файлов в одном разделе. Поверьте, это много:)
• Временные интервалы в APFS делятся по наносекундам, а не секундам, как в HFS+.
• APFS поддерживает разреженные файлы, структура которые позволяет экономить пространство на диске.
• Распределитель блоков устроен более умным образом: в APFS он определяет размер объём хранилища, в то время как в HFS+ всегда привязан к жёстким рамкам.
• APFS обладает серьёзной защитой от потери данных вследствие сбоя.
• APFS поддерживает расширенные атрибуты файлов.
• TRIM в файловой системе APFS работает несинхронно при удалении и распределении свободного пространства, из-за чего метаданные изменяются единожды и обеспечивается высокая стабильность системы
• Шифрование — заключительная и ключевая составляющая The Apple File System. Файловая система использует полноценное шифрование AES-XTS или AES-CBC (в зависимости от «железа»), объединяет принципы, заложенные со времён OS X 10.7 Lion и iOS 4, и работает с множеством ключей.

Подытожить данную новость-статью следует информацией о совместимости , так как с APFS смогут работать только OS X Yosemite, El Capitan и Sierra — более старые версии банально её не распознают. Отформатированные в APFS разделы могут быть раскрыты через SMB, но протокол AFP окажется недоступным. И, наконец, сторонним разработчикам придётся провести масштабное обновление своих продуктов ради поддержки файлового системы нового поколения от Apple.