ジャーナリングファイルシステム (ジャーナリングファイルシステム) とは | 意味や読み方など丁寧でわかりやすい用語解説

作成日: 2025年08月12日更新日: 2025年09月06日

ジャーナリングファイルシステム (ジャーナリングファイルシステム) の読み方

日本語表記

ジャーナリングファイルシステム (ジャーナリングファイルシステム)

英語表記

journaling file system (ジャーナリングファイルシステム)

ジャーナリングファイルシステム (ジャーナリングファイルシステム) の意味や用語解説

「ジャーナリングファイルシステム」は、システムの信頼性とデータ整合性を確保するために、現代のオペレーティングシステムで広く採用されているファイルシステムの一種である。ファイルシステムとは、コンピュータがファイルを整理し、保存し、取得するための方法であり、ディスク上のデータを管理する仕組みそのものを指す。概要ジャーナリングファイルシステムは、ファイルやディレクトリの変更をディスクに反映させる際に、その変更内容を「ジャーナル」と呼ばれる特別なログ領域に事前に記録するという特徴を持つ。これは、データベースにおけるトランザクションログに似た考え方である。従来のファイルシステムでは、システムのクラッシュや停電が発生した場合、ディスクに書き込み中のデータが中途半端な状態となり、ファイルシステム全体の構造が壊れてしまう「データ整合性の喪失」という問題が頻繁に発生した。このような状況では、システム再起動時に「fsck」（ファイルシステムチェック）などのツールを用いて膨大な時間をかけてディスク全体をスキャンし、修復作業を行う必要があった。しかし、ジャーナリングファイルシステムでは、ジャーナルに記録されたログ情報に基づいて、クラッシュ前の最終的な整合性の取れた状態へ素早く復旧させることが可能となる。これにより、システムのダウンタイムを大幅に短縮し、データ損失のリスクを軽減する。つまり、ジャーナリングは、ファイルシステムの安定稼働に不可欠な「保険」のような役割を果たす。詳細ジャーナリングファイルシステムの具体的な動作プロセスは以下のようになる。まず、ファイルを新規作成したり、既存のファイルを変更・削除したりといったファイルシステムに対する操作が発生すると、その操作に関する情報が直ちにジャーナル領域に記録される。この記録には、変更されるファイルの名前、サイズ、所有者、アクセス権といった「メタデータ」や、場合によってはファイルの内容を示す「データ本体」の情報も含まれる。ジャーナルへの書き込みが完了した後に、実際のファイルシステム本体（つまり、ディスク上のファイルやディレクトリの実体）が更新される。そして、ファイルシステム本体への変更が完全にディスクに書き込まれたことが確認されると、ジャーナルに記録された対応するエントリは「コミット済み」としてマークされるか、削除される。もし、ファイルシステム本体への書き込みが完了する前にシステムがクラッシュした場合でも、ジャーナルにはその操作の記録が残っている。システムが再起動すると、ジャーナリングファイルシステムはジャーナル領域を検査する。そして、コミットされずに残っているエントリ、つまりクラッシュによって中断された操作を検出し、その記録に基づいてファイルシステム本体の変更を再度実行する（これを「リプレイ」と呼ぶ）。このリプレイ処理によって、ファイルシステムはクラッシュ前の整合性の取れた状態に速やかに回復される。重要なのは、ディスク全体をスキャンするのではなく、ジャーナルに記録されたわずかな情報だけを処理すれば済むため、復旧にかかる時間が劇的に短縮される点である。ジャーナリングファイルシステムには、ジャーナルに記録する情報の範囲によっていくつかのモードがある。主なモードは以下の三種類である。一つ目は「Journalingモード」（またはData Journalingモード）である。このモードでは、ファイルのメタデータとデータ本体の両方がジャーナルに記録される。これにより、システムクラッシュが発生しても、データ本体の整合性も完全に保証され、データ損失のリスクはほとんどなくなる。最も高いデータ保全性を提供するが、ジャーナルへの書き込み量が多いため、パフォーマンスオーバーヘッドは最も大きい。二つ目は「Orderedモード」（またはOrdered Dataモード）である。このモードは多くのジャーナリングファイルシステムのデフォルト設定として用いられることが多い。ここでは、データ本体のブロックはジャーナルには記録されないが、データ本体がディスクに書き込まれた後に、その変更を記述するメタデータがジャーナルに記録される。この順序が保証されるため、「古いデータと新しいメタデータ」という不整合な状態は避けられる。クラッシュ時でもメタデータは確実に回復されるが、データ本体はクラッシュ直前の古い状態のまま残る可能性があり、一部のデータ損失は発生しうる。しかし、ファイルシステム構造の整合性は保たれる。三つ目は「Writebackモード」（またはWriteback Dataモード）である。このモードでは、メタデータのみがジャーナルに記録され、データ本体はジャーナルとは独立してディスクに書き込まれる。ジャーナルへの書き込み量が最も少ないため、パフォーマンスは最も優れる。しかし、データ本体とメタデータの書き込み順序が保証されないため、クラッシュが発生した場合、ファイルシステムは整合性の取れた状態に回復するものの、ファイルの内容が古い状態に戻ってしまったり、最悪の場合、新しいファイルが作成されたと認識されるが、その内容はごみデータになってしまったりする可能性もある。ジャーナリングファイルシステムは、前述の高速な復旧とデータ整合性の向上という大きなメリットを提供する一方で、いくつかのデメリットも持つ。ジャーナルへの追加の書き込み処理が発生するため、通常のファイルシステム操作に比べて若干のパフォーマンス低下が生じる可能性がある。また、ジャーナル領域のためにディスクの一部が予約されるため、利用可能なディスク容量がわずかに減少する。しかし、これらのデメリットは、システム全体の信頼性と安定性が向上するというメリットを考慮すると、十分に許容できる範囲であるとされている。代表的なジャーナリングファイルシステムには、Linux環境で広く使われているext3、ext4、XFS、ReiserFS、Btrfsなどがある。Windows環境ではNTFS、macOS環境ではHFS+やAPFSがジャーナリング機能を持つ。これらは現代のサーバーやデスクトップOSにおいて不可欠な要素となっており、システムエンジニアを目指す上ではその基本的な仕組みと重要性を理解しておくことは必須である。ジャーナリングファイルシステムは、単にファイルを保存するだけでなく、システムの予期せぬ停止からデータを保護し、迅速な復旧を可能にすることで、コンピュータシステムの安定性と信頼性を支える重要な技術である。この技術のおかげで、私たちは日常的にコンピュータを安心して利用できていると言える。