allocation（allocation units available on disk）

Allocation - 磁盘上的可用分配单元

什么是allocation？

在计算机领域，allocation代表的是在磁盘上可用的分配单元。这些单元最初是由操作系统分配给文件系统来存储数据的。

这些分配单元通常被命名为块，并且它们有一个固定的大小。在现代操作系统中，这个大小通常为4KB、8KB或16KB。然而，这个大小可能会因操作系统、文件系统类型或甚至是硬件而不同。

磁盘如何分配allocation？

当文件被写入磁盘时，操作系统将为该文件分配一个或多个块。这些块成为该文件的“数据块”，并且可以被视为该文件存储的基本单元。

由于文件的大小可能不是块的整数倍，因此可能会出现未使用块的情况。这些未使用的块称为“空闲块”，它们可供文件系统使用。文件系统可以通过跟踪块使用情况来确定哪些块是空闲块，哪些块是数据块。

allocation如何影响磁盘性能？

文件的大小、文件系统和操作系统都在分配allocation方面发挥了作用，并且分配方案可以对磁盘性能产生重大影响。

如果一个文件被分配了太多的块，就会出现“碎片化”，这会降低磁盘性能。因为要读取整个文件，操作系统必须查找所有分配给该文件的块，这里的时间复杂度是O（N），其中N是块的数量。如果块数量很多，那么磁盘将花费更长的时间定位块并读取数据。

另一方面，如果一个文件被分配的块太少，操作系统可能会被迫在读取文件时查找多个文件，这也会降低磁盘性能。因此，一个良好的allocation策略可以提高磁盘性能。

如何最佳地利用allocation？

为了最大程度地利用allocation，文件系统通常会实现以下两种优化：

1. 空闲块的合并：文件系统会尝试将相邻的空闲块合并在一起，以便更容易地为大文件分配更大的块。这样可以降低碎片化的可能性。
2. 预分配：文件系统可以在文件被写入磁盘之前预分配allocation。预分配的大小通常是8KB到16KB，这样可以在写入时尽量减少碎片化的可能性。

结论

合理的allocation方案对于达到更好的磁盘性能是非常重要的。操作系统和文件系统必须有效地处理allocation和空闲块，以便在读写文件时最大限度地减少碎片化。