Journaling é um recurso usado pelos sistemas de arquivos que consiste em uma área dedicada para registros, armazenando todas as ações que serão feitas nos arquivos, como gravação e/ou alteração de dados, por exemplo. Seja armazenamento somente de metadados, ou de dados de arquivos, permitindo restaurar o sistema de arquivos, caso aconteça algum erro inesperado.

A principal finalidade do 'journaling' é recuperar o sistema de arquivos de erros (tolerância de falhas), sejam eles causados pelo sistema, aplicações ou desligamentos incorretos de forma forçada ou inesperada.

Com isso é possível localizar todas as operações que não haviam sido completadas, restaurando a consistência do sistema de arquivos e permitindo que o sistema operacional continue sendo utilizado.

Aí você ainda fica com dúvida e pergunta: Mas como assim?

Com o 'jounaling', o sistema de arquivos passa a registrar em uma área especial chamada journal, ou log, as ações que serão feitas nos arquivos (gravação ou alteração de dados, por exemplo) antes da gravação no FS em si.

Após a gravação no sistema de arquivos, seja dos blocos de arquivos ou dos metadados, as operações registradas no log são tidas como concluídas e, portanto, eliminadas. Note que todo este procedimento acontece de maneira extremamente rápida.

Mas em que exatamente, o 'journaling' mostra-se vantajoso?

Os registros no log são escritos antes que as mudanças efetivamente ocorram no sistema de arquivos. Estes registros somente são eliminados quando as mudanças são executadas nos arquivos.

Se, por exemplo, o computador for desligado repentinamente (como ocorre em falta de energia elétrica), o sistema de arquivos verificará os registros existentes no 'journal' e executará aquilo que estiver marcado como não realizado. Isso faz com que o risco de perda de dados diminua drasticamente, já que o sistema operacional saberá 'onde parou'.

Porém temos que ter em mente que este recurso não é anti-falhas e sim, um recurso para tolerar falhas até um certo ponto. Pois esta tolerância não previne 100% de erros como os citados anteriormente, toda essa tolerância a falhas pode acabar de uma hora para outra, após várias quedas de energia ou desligamentos forçados.

Contudo, nem todos os sistemas de arquivos que usam o 'journaling' possuem uma boa implementação do mesmo, fazendo com que este recurso não seja 100% confiável.

Se você começar a desligar o sistema incorretamente com frequência, vai perceber que, algumas vezes, o sistema não será capaz de verificar o 'journal', e o sistema de arquivos terá que ser verificado usando um utilitário para verificação da integridade do sistema de arquivos, tentando localizar todas as operações que não haviam sido completadas para tentar recuperar a integridade de alguns arquivos, fazendo com que, quase sempre, alguns arquivos sejam perdidos.

Técnicas de journaling

• Journal Físico: Consiste em registrar uma cópia antecipada de todos os blocos de arquivos que serão posteriormente gravados no sistema de arquivo principal. Se houver uma falha quando o sistema de arquivos está gravando, a gravação pode simplesmente ser repetida até a conclusão, quando o sistema de arquivo for montado da próxima vez.
  
  Se houver uma falha quando a gravação está sendo registrado no journal, a gravação parcial terá um checksum ausente, ou incompatível, e pode ser ignorada na próxima montagem do sistema de arquivos.
  
  
• Journal Lógico: Consiste em gravar apenas os metadados que sofrerão ações, tais como leitura/gravação e alteração dos arquivos. Um sistema de arquivos, com uma 'journal' lógico, ainda recupera-se rapidamente após um acidente, mas pode permitir que os dados não sejam recuperados devido a não gravação antecipada dos blocos do arquivo alterado ou em uso, causando corrupção de dados. Porém, isso aumenta o desempenho, nota-se mais isso na inicialização do sistema.

Outras informações

Os sistemas de arquivos para GNU/Linux: JFS, XFS, ReiserFS, ext3 e ext4, possuem 'journaling'.

O arquivo de log do 'journaling' pode estar no mesmo sistema de arquivos, ou em um sistema de arquivos de outra partição, e/ou outro disco. E seu tamanho pode ser aumentado também para melhorar o desempenho.

Então o 'journaling' torna-se indispensável para os sistema de arquivos usados hoje e no futuro, pois é através deste recurso que temos uma certa tolerância a certos acontecimentos não planejados.