稀疏文檔

稀疏文件（英語：sparse file）是一種計算機文件，它能嘗試在文件內容大多為空時更有效率地使用文件系統的空間。它的原理是以簡短的信息（元數據）表示空數據塊，而不是在在磁盤上佔用實際空間來存儲空數據塊。只有真實（非空）的數據塊會按原樣寫入磁盤。

在讀取稀疏文件時，文件系統會按元數據在運行時將這些透明轉換為“真實”的數據塊，即填充為零。應用程序不會察覺這個轉換。 ^[1] 

大多數現代的文件系統支持稀疏文件，包括大多數Unix變種和NTFS。蘋果的HFS+不提供稀疏文件支持，但在OS X中，虛擬文件系統層支持在任何受支持文件系統中存儲稀疏文件，包括HFS+。2016年6月在WWDC宣佈的蘋果文件系統（APFS）支持稀疏文件。稀疏文件常被用在磁盤映像、數據庫快照、日誌文件和科學應用中。

稀疏文件的優勢是，它分配的存儲空間只在需要時使用：這樣節省了磁盤空間，並且可以創建很大的文件，即使文件系統中的可用空間不足。這也減少了首次寫入的時間，因為系統不會分配“跳過”的空間。如果初始分配需要寫入全零到空間，這也使得系統不必寫入兩次。

稀疏文件的缺點包括：稀疏文件可能碎片化；文件系統的空餘空間報告可能產生誤導；包含稀疏文件的文件系統被填滿可能產生意外效果，例如只是重寫現有文件的內容時遭遇磁盤已滿或超出配額錯誤——開發者未預料到文件可能被稀疏；使用非顯式支持的計算機程序複製稀疏文件可能會複製整個內容，即未壓縮的文件大小，包括未實際在磁盤上分配的零空間——也就是使稀疏文件失去稀疏屬性。稀疏文件也不是被所有備份軟件和應用支持。不過，VFS的實現迴避了先前兩個缺點。在Windows上加載稀疏的可執行文件（exe或dll）可能需要更多時間，因為文件不被映射到內存和緩存。

如果一個文件的大部分數據是0，則這個文件被稱包含了稀疏數據集。 文件壓縮可以有效率地表示稀疏文件，但壓縮與解壓會帶來時間代價。 NTFS文件系統支持稀疏文件表示，並對文件的讀寫操作透明。

為確定文件系統是否支持稀疏文件，調用GetVolumeInformation函數，使用lpFileSystemFlags參數，檢查返回結果對應於FILE_SUPPORTS_SPARSE_FILES比特標誌。 DWORD dwFileSystemFlags = 0; BOOL bOk = GetVolumeInformation("C:\\", NULL, 0, NULL, NULL, &dwFileSystemFlags, NULL, 0); bOk = dwFileSystemFlags&FILE_SUPPORTS_SPARSE_FILES; 判斷一個文件是否是稀疏文件：GetFileInformationByHandle

大部分文件，在改變它的EndOfFile的時候，中間的空白會被操作系統填0，也就是説，如果用SetFilePointer和SetEndOfFile來產生一個很大的文件，那麼這個文件它佔用的是真正的磁盤空間，即使裏面全是0，系統默認的也會在DeviceIoControl中的ControlCode裏用FSCTL_SET_ZERO_DATA標記，這個標記使得那些文件空洞被0所填充。為了節省磁盤空間，必須把一個文件聲明為稀疏文件，以便讓系統把那些無用的0字節壓縮，並釋放相應的磁盤空間，這需要用DeviceIoControl將標記改為FSCTL_SET_SPARSE。