具体要如何实现呢?首先要感谢 macOS High Sierra 中开始使用的新文件系统 —— APFS,它可以轻松地在一块磁盘中创建多个卷。
在安装 Catalina 时,会在磁盘中新建一个 Macintosh HD 卷,并且将原来的卷改名为 Macintosh HD Data。新建的 Macintosh HD 卷就是专用用来存放系统文件的「书柜」,整个卷都是只读的。 Macintosh HD Data 就像之前一样,让用户自由地读写数据、安装应用。
原宗卷被已经被改名为 Data(图片来源:apple.com)
创建好 Macintosh HD 之后,Macintosh HD Data 中的系统文件就会被剪切到系统卷 Macintosh HD ,组成独立的文件系统。
bin 文件夹被移动到系统卷(图片来源:apple.com)
至此,通过分离系统文件到独立卷的操作就完成了。无论程序在 Macintosh HD Data 卷对文件系统做什么,都不会影响 Macintosh HD 中的系统文件。
在一块硬盘上设置两个文件系统,实现了 Apple 工程师们想要系统安全性。不过如果就此结束,可就苦了用户和开发者们了。
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一块磁盘同时存在两个宗卷、两套文件系统会造成什么问题呢?
对于用户来说,会明显感受到文件系统的不统一。最明显的是在 Finder 中,如果不加以处理,你应该会同时看到 Macintosh HD Data 与 Macintosh HD。而且就像 Windows 上的不同分区,找起文件来会比单一宗卷麻烦得多。
而对开发者来说,问题就严重的多。现在所有系统文件都会被移到了 Macintosh HD 中,而第三方应用只能待在 Macintosh HD Data。不少应用会依赖系统程序和文件,如果开发者不加以适配,按照原来设定好的路径就会找不到系统文件,应用就无法使用了。这种纯粹因为 Apple 引起的「技术债」,开发这可不会乐意花自己的时间去还。
为了解决两个宗卷的显示问题,Apple 工程师引入了「卷组」这一概念,一个卷组由一个系统卷( Macintosh HD)和一个数据卷( Macintosh HD Data)组成。数据卷会像一块外置硬盘一样,被挂载在 /System/Volumes 目录下,这样两个文件系统就合成了一个文件系统。而在 Finder 边栏中,只有 Macintosh HD 会显示出来。这样普通用户就不会察觉到硬盘中存在着两个宗卷,只有当你打开 Disk Utility 时,就会看到两个宗卷。
这个数据卷中的文件在系统卷中的替身,就是 firmlink。例如 /Users 是 Macintosh HD Data 中的文件夹,但它在系统卷的根目录下有一个 firmlink 。 所以你在硬盘的根目录中看到的 /Users ,真实的目录地址其实是 /System/Volumes/Data/Users/。如果你想知道自己 Mac 为哪些文件创建了 firmlink,可以打开 /usr/share/firmlinks 查看。
利用 firmlink,无论是在 Finder,还是实际的文件目录中,不管是用户还是应用程序,都被 Apple 的障眼法瞒了过去,将系统卷和数据卷的文件系统当成统一的文件系统。
知道了 firmlink 和卷组的存在,我们终于能解释文章开头的问题。
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首先,系统中并不存在两个重复的应用。数据卷 Macintosh HD Data 负责第三方应用的安装,所以 System/volumes/Macintosh/Applications 才是应用的真实目录,而 Macintosh HD/Applications 只是它的 firmlink。解决办法也很简单,在 Alfred 中输入 reload 命令,Alfred 就会恢复正常。
而 Macintosh HD宗卷在 Finder 中出现自我循环的现象,其实只是 Finder 施加的一点小魔法。
前文解释过,Macintosh HD Data 被挂载在了系统卷的 /System/Volumes 目录中,所以这个目录中的 Macintosh HD,其实是 Macintosh HD Data ,只不过为了避免使用者因为不熟悉这个名字,对其误操作(对数据卷内的文件用户是可以写入和删除的!),同时也让文件系统看上去完整,Finder 将它显示成了Macintosh HD。不信?用 Terminal 或者其他终端查看下,就能看到/System/Volumes 目录下文件夹的真实名字。
忙活了半天,Apple 工程师终于可以安心地打把昆特牌,再也不会被客服追着问:这里有 Mac 用户误删了系统文件,要怎么修复啊?