关于FAT32分区的U盘4GB文件的测试

很多人都知道FAT32的分区，单文件大小不能超过4GB，关于这个问题就来测测看。

FAT32最大文件大小为2的32次方，也就是4294967296 Byte，这跟32位操作系统在不使用PAE的情况下不能使用超过4GB的内存是一个道理，那么：

4294967296 Byte = 4194304 KB = 4096MB = 4GB

4294967295 Byte = 4194304 KB – 1Byte = 4GB – 1Byte

我们使用windows自带的fsutil创建指定大小的空文件：

以管理员身份运行cmd，使用以下命令来创建一个4294967295 Byte的文件：

fsutil file createnew test.img 4294967295

然后再把它拷进FAT32格式的U盘里面，成功，如下图。事实证明FAT32文件系统能容纳的最大文件为4294967295 Byte = 4194304 KB – 1Byte = 4GB – 1Byte。

那么问题来了，上图里面的文件属性里面，文件大小为3.99GB (4294967295 Byte字节)，然而占用空间却为4.00GB (4294967296 Byte字节)，这是何故呢？

在windows里面对任意一个分区右键选择格式化，会出现下面这个图：

这里有个分配单元大小，它指的是存储设备上物理层面上划分的存储文件的最小单元，也就是说，一个任意大小的文件，占用的空间都必须是“分配单元大小”的整数倍。那么，如果选择格式化这个磁盘时选择是分配单元大小是8192字节，那么，一个8193字节的文件就会占用两个分配单元的空间，即16384字节=16KB，下面就来验证一下。

我们在这个盘上创建一个8193字节的文件，仍然使用上面提到的fsutil工具：

fsutil file createnew test.txt 8193

查看属性如下：

事实证明上面的推断是正确的，当写入8193字节的文件，以8192字节最小分配单元格式化的情况下，它就会占用两个8192字节也就是16384Byte 即16KB的空间。

所以在格式化磁盘的时候，这个分配单元大小是需要考虑的，要根据实际存储的文件来设置。如果格式化时选了16KB的分配单元大小，而经常在该磁盘上存储大量1KB左右的小文件，那么就是15KB的空间是被白白浪费的，假设存放了1000个1KB的文件，那么就是15KB*1000=15000KB=14MB的空间被浪费了。不过好在现在的U盘硬盘容量都是以数GB甚至数TB来算的，所以这点空间浪费也不算什么。

文件分配大小这个值，是根据不同的磁盘有不同的选择范围的。比如刚才测试用的U盘最小的分配单元就是4096，而另外一个U盘又是2048最小。而对于硬盘，固态硬盘和机械硬盘也有差异，比如我在用的一块SSD最小分配单元是512字节，而另外一块机械硬盘是4096字节。12年以前生产的稍老一些的机械硬盘，最小分配单元多都为512字节，12年后生产的机械硬盘，多采用了一种名为“高级格式化”技术，它的最小分配单元都是4096字节即4K。

其实关于分配单元大小可以展开很多讲的，比如以前的512字节分配单元的硬盘有何弊端？为什么现在的机械硬盘基本上都是4K最小分配单元，以及不同分配单元对于文件的读写速度有何影响？可以参考下面这篇文章 http://memory.zol.com.cn/213/2136092_all.html