概述
IPFS的介绍在《IPFS文件存储详解》已经详细介绍过，本文主要介绍IPFS中的文件系统MFS以及文件的GC机制。
MFS和传统的文件系统一样使用目录对文件进行管理，区别在于MFS中的目录和文件都有哈希，该哈希由文件内容或者目录下面所有目录以及文件的内容唯一确定，如果目录下面的文件或者目录有变化则该目录的哈希也会变化，所以根据哈希可以判断该文件或者目录下面的内容是否有修改。
文件的GC机制主要介绍IPFS是如何进行文件删除的。
本文所述的IPFS的版本为v0.6.0。
MFS
本版块主要介绍IPFS的文件系统，即文件及目录结构是如何生成、组织和存储。
MFS中文件及目录结构如下图所示，最上层是root目录，表示该文件系统的根目录，所有文件夹以及文件都在该目录下面，MFS中用Root，Directory，File这三种类型分别表示root目录，文件夹，文件。root目录通过link链接到文件夹或者文件，文件夹又通过link链接到文件夹或者文件。
TRON数字钱包科普资料《波场钱包的现在过去与未来》已上线:据最新消息显示，由TokenPocket联合波场TRON官方，以及 TokenPocket 社区志愿者共同撰写的《波场钱包的现在过去与未来》已正式上线。《波场钱包的现在过去与未来》又称为波场钱包小白书，详细介绍了当前TRON钱包与TRON生态密切结合的实例，是目前市面上最为详细的TRON数字钱包科普资料。波场钱包作为波场公链生态中极为重要的入口，是波场生态的重要构成要素。波场钱包从一开始只提供权限管理、转账收款、节点投票等基础功能，到如今不仅可以为用户提供法币交易、闪兑和去中心化交易所等方便快捷的交易服务，还能让用户直接在钱包上体验波场上DApp，挖矿、DeFi、Staking等资产增值服务。详情见原文链接。[2020/8/20]
其中，root目录、文件夹都会存储在IPFS的DAG中进行持久化，另外root目录的CID存储在IPFS内置的LevelDB中，当IPFS启动的时候从LevelDB中取出root目录的CID，然后在IPFS的DAG中取出根目录，最后加载出整个目录结构。
动态 | 报告：区块链等热点词促使童书科普百科类成交额同比增速最高:近日，京东图书与艾瑞咨询联合发布了《2019中国图书市场报告》。报告指出，AI、5G、区块链、机器人、VR、智能家居、AR这些热点词，不断点燃科技热潮，科技在改变大众生活的同时，也吸引了越来越多家长的关注，从小培养孩子对科技的兴趣和热爱。因此童书中科普百科类成交额同比增速最高，占比将近40%。[2020/1/8]
下面详细介绍创建文件夹和增加文件的过程：
创建文件夹的过程如下图所示：
1.新建文件夹；
2.将该文件夹的父文件夹添加一条link，link包含该文件夹的Name、CID和Size；
现场 | 火币中国推出数字经济及区块链产业科普新书:金色财经现场报道，12月6日，由海南省工业和信息化厅主办，南南合作金融中心协办，海南生态软件园、火币中国承办的“海南自贸港数字经济和区块链国际合作论坛”在海口举行，这是全球首次区块链部长级论坛。
在本次论坛上，火币中国举行了“数字经济及区块链产业科普系列新书发布”仪式，希望通过教材、专业教育、培训等多种方式，帮助从业者、高校、研究机构深入了解区块链，从而建立起区块链全局性知识模型，真正推动区块链应用落地。火币中国CEO袁煜明介绍，将联合机械工业出版社面向普通高等教育推出《区块链导论》、《区块链系统设计与应用》和《区块链新商业模式分析》系列教材，这是国内最早推动的区块链教材之一；火币中国还积极参与数字经济的研究，由中信出版社出版的新书《读懂Libra》已经上市；由火币中国负责编写的区块链技术科普读物《区块链技术进阶指南》将于12月面世；首本行业内最全的区块链应用案例集《区块链产业应用100例》在本次论坛进行了首次刊印。[2019/12/6]
3.调用该文件夹的update函数，通过parent递归更新父级文件夹的状态，逐级向上层文件夹更新，直到更新root结束递归过程。
声音 | ETC Labs主管：科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战:ETCLabs主管Darin Kotalik认为，科普教育是未来几年公链面临的巨大挑战，人们必须要对区块链有基本的认识，分清楚公链和私链的区别。[2019/8/25]
删除文件夹和创建文件夹类似，只需要unlink和递归update即可。
增加文件的过程如下图所示：
1.?上传文件
2.将该文件的父文件夹添加一条link，link包含该文件夹的Name，CID和Size；
3.调用该文件的flush函数，通过parent递归更新父级文件夹的状态，逐级向上层文件夹更新，直到更新root结束递归过程。
科普时报：区块链与云计算长期发展目标不谋而合:据《科普时报》今日报道，区块链与云计算两项技术的结合，从宏观上来说，一方面，利用云计算已有的基础服务设施或根据实际需求做相应改变，实现开发应用流程加速，满足未来区块链生态系统中初创企业、学术机构、开源机构、联盟和金融等机构对区块链应用的需求。另一方面，对于云计算来说，“可信、可靠、可控制”被认为是云计算发展必须要翻越的“三座山”，而区块链技术以去中心化、匿名性，以及数据不可篡改为主要特征，与云计算长期发展目标不谋而合。[2018/5/4]
删除文件和增加文件的过程类似，只需要unlink和flush即可。
文件GC机制
IPFS中删除文件时并不会立即删除掉该文件，而是将该文件的CIDunpin，下次GC的时候则可以真正的删除该文件。
下图是IPFS的配置文件，其中红色部分是GC相关的配置。
StorageMax是存储文件的最大容量，默认是10GB，可以根据项目需要进行修改，当存储的文件超过该最大容量时会有warning，文件还是可以继续存储的。
StorageGCWatermark是GC的阈值，默认是90，即90%，触发GC的阈值容量为10GB*90%=9GB。
另外，GCPeriod是GC的间隔，默认是1h。GC触发的机制是每一个GC间隔时间，触发GC的检查，当存储容量超过阈值时则开始GC，将需要删除的文件或者块进行删除。
文件或者块的Pin模式如下图所示，文件的Pin模式是recursive，即递归Pin文件的所有的块。
如下图所示，pinner是块的GC管理器，其中recursePin是递归的pin的集合，里面存储所有文件的根CID：
每次触发GC时会进行ColoredSet，如下面两张图所示，将所有recursePin中的CID依次遍历，深度遍历该CID所有的linksqwpu，这些linksqwpu的CID都会存储到gcs这个集合中：
然后通过bs.AllKeysChan(ctx)可以获得所有的块的CID集合，最后遍历这些CID集合，判断gcs中没有的该CID的块都需要删除掉，具体见下图，从而实现了所有unpin的块GC触发的时候都会删除的效果。
注意：GC的时候会lock，此时上传文件和删除文件都会阻塞，GC需要占用的时间和文件存储量以及删除的文件大小有关系，可以将GC时间固定在每天用户操作最少的时间点，例如每天的凌晨3点，减少用户操作和GC的冲突。
总结
IPFS中MFS提供了一套基于CID的文件系统，目录结构也存储在IPFS的DAG中，目录的树状结构和DAG的结构本身是很类似的，所以将目录结构存储在DAG中巧妙地解决了文件系统目录结构地存储问题，最后只需要存储文件系统的根目录的CID从而可以方便地加载整个文件系统的目录。
IPFS中的文件GC机制目前不是很高效，通常文件存储10GB容量左右时，触发GC可能就需要几分钟到十几分钟的时间，由于IPFS是一个面向公网的一个用户一个IPFS节点的模式，所以该问题对于IPFS项目本身并不明显，但是如果将IPFS的存储以及GC机制作为投产项目使用，则需要对GC机制进行优化，减少GC占用的时间间隔。
另外IPFS本身每隔一段时间触发GC也不是很合理，针对项目的用户使用情况可以将GC触发时间固定在每天的凌晨某个时间，然后每24小时的GC触发间隔也是一种比较简单的解决IPFS的GC冲突问题的办法。
作者简介
姚文豪
来自数据网格实验室BitXMesh团队，数据平台架构师
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