Az idei WWDC technológiailag talán egyik legfontosabb bejelentése az APFS, azaz az Apple File System (egyes nemhivatalos források szerint Apple Proprietary File System) volt. A cupertinói cég a saját gyártású hardverein eddig széleskörűen használt fájlrendszerek, a HFS és HFS+ lecserélését, modernizálását tűzte ki céljául az új formátum kifejlesztésével.

A HFS fájlrendszer 1985-ben, míg utódja, a HFS+ 1998-ban indult útjára. Azóta már majdnem két évtized telt el, így a változó felhasználói igényeknek és technológiai-hardveres megvalósításoknak megfelelő, újratervezett szoftveres támogatásra van szükség.

A HFS család tagjai még a merevlemezes, floppy-s, CD-s érában születtek meg. Amint az Apple hivatalos APFS File System Guide-ja is leírja, az almás mobileszközökben található flash memória és a mind nagyobb teret hódító SSD-k speciális bánásmódot igényelnek, így az APFS kifejezetten ezekre a tárolóeszközökre lett optimalizálva. Az új rendszer célja mindemellett az egyre növekvő mennyiségű és méretű fájl tárolása, a mind gyorsabb és gyorsabb háttértárak jó kihasználása, és a manapság egyre inkább az átlagembernek is fontossá váló biztonsági elvárások teljesítése is, s ezeknek a funkcióknak is külön figyelmet szenteltek a tervezők.

Az APFS jelenleg még közel sem kész teljeskörű használatra: többek között (az iMac számítógépekben található) Fusion Drive technológiájú meghajtók nem tudják egyelőre használni, a Time Machine biztonsági mentések használata sem támogatott, illetve rendszert indítani, bootolni sem lehet róluk. Természetesen a jövőben minden ilyen és ehhez hasonló fontos funkció támogatása várható. Az Apple azt ígéri, hogy 2017-ben az APFS lesz az alapértelmezett fájlrendszer a cég által gyártott készülékeken. A fenti, fejlesztőknek szóló dokumentációból azt is megtudhatjuk, hogy egyes funkciókhoz még nincsenek nyilvánosan elérhető interfészek (API-k), de a többséggel szerencsére nem ez a helyzet, és jól dokumentáltak.

Főbb jellemzők és újítások

Az egyik legegyszerűbb és legszembetűnőbb változás a háttértárakon létrehozható fájlok száma. A HFS családba tartozó fájlrendszerek az egyes fájlok azonosítására egy-egy 32 bites számot (az úgynevezett inode numbert) használtak, amely így 2^32, azaz közel 4,3 milliárd fájl tárolását tette lehetővé. Manapság azonban már egyáltalán nem elképzelhetetlen egy olyan helyzet, amelyben több mint négymilliárd fájlt kell egy meghajtónak elraktároznia. Ennek érdekében az APFS-ben immár 64 bites egyedi azonosítót kapnak a fájlbejegyzések, ezzel a trilliós (10 a 18-adikon) nagyságrendbe emelve a fájlok számát.

Biztonság, pontosabban adatintegritás szempontjából érdekes újítást jelentenek a copy-on-write (íráskor másolódó) módban működő metaadatok. Ez a technológia ellenállóvá teszi a fájlokat az operációs rendszer és a fájlrendszert módosító programok összeomlása ellen azáltal, hogy a fájlrendszert módosító műveletek atomikusan viselkednek: vagy teljesen végrehajtódnak, vagy egyáltalán nem hajtanak végre változtatást. Emiatt nem lehetséges az, hogy egyes részlegesen végrehajtott műveletek (például átnevezés vagy törlés) inkonzisztens állapotba hozzák a fájlrendszert.

A copy-on-write módszere és hasonló trükkök máshol is megjelenik az APFS-ben, többek között a fájlmásolás gyorsítása érdekében. Az Apple által “klónozás” névre keresztelt módszerrel úgy optimalizálták a másolás sebességét, hogy a másolás során az operációs rendszer először csak egy referenciát hoz létre, ami a régi, eredeti fájlra mutat. A fájlok blokkokra osztva kerülnek a háttértárra, és az új, másolt fájl írása során csak azok a blokkok másolódnak le ténylegesen, amelyek módosultak.

Az APFS mindemellett natívan, belsőleg támogatja az adattitkosítást. Ez három lépcsőben állítható be. Először is, lehetséges annak teljes kikapcsolása. Ha azonban bekapcsoljuk a titkosítást, akkor a széleskörűen használt, erős AES algoritmust kapjuk meg, kétféle kulcsbeállítással. Választhatjuk azt, hogy mindent egy kulccsal titkosítunk, vagy azt is – és természetesen ez nyújtja az erősebb védelmet –, hogy minden fájlt és az érzékeny metaadatokat is más kulccsal zárja le a fájlrendszer. Azt ígérik, hogy ez utóbbi opcióval akkor is biztonságban tudhatjuk fájljaink tartalmát, ha valaki a háttértárhoz fizikailag hozzáfér, mint például a MacBook-unk vagy iPhone-unk esetleges ellopása esetén.

Összességében elmondhatjuk, hogy az APFS egy nagy mérnöki teljesítmény és sok kemény munka eredménye, ami szükséges – és reméljük, elégséges is – ahhoz, hogy az Apple eszközei megfeleljenek a XXI. század technológiai kihívásainak.