（首发地址：学习日记 https://www.learndiary.com/2023/12/linux-copy-data-to-usb/ ）

一、内容提要

使用过 Linux 的朋友可能会发现一个现象，那就是在 Linux 下有时往 U 盘里复制数据，不论是图形界面还是命令行下，貌似是极速的复制完成。不过，如果点击弹出U盘或 umount 卸载 U 盘，却会报告正有数据写入U盘，无法弹出或卸载。这时，如果强行拔出U盘，复制数据就会失败。而在 Windows 下面，基本上复制完毕点击弹出就可以弹出U盘。为什么会出现这种现象？如何在 Linux 下面正确的使用 U 盘？下面我以 VirtualBox 中的 Ubuntu 22.04 Linux 虚拟机为例，挂载一块实际的 4G 老U盘的 FAT32 和 NTFS 分区为例，在图形界面和命令行下演示一下具体的表现，并简要解释一下其中的原因和怎样让 U 盘复制数据的表现变得和 Windows 类似。视频演示地址：【Linux 下复制数据到 U 盘切记先正常弹出或卸载后再拔出】 https://www.bilibili.com/video/BV1Ta4y1B7X2/?share

二、Ubuntu 22.04 下面 U 盘 写入数据的具体表现

经过实际测试，在 Ubuntu 22.04 默认的 Nautilus 文件管理器中，默认的设置是可以自动挂载插入的 U 盘分区的（参见参考链接1）。这时，在文件管理器中往 U 盘的 FAT32 分区中复制数据，其表现与 Windows 的默认配置类似，复制结束后点击弹出U盘就可以顺利弹出。但是，如果是 NTFS 分区，在 Ubuntu 下会显示很快的复制完成，点击弹出却被告知，有数据正在写入，无法弹出。命令行下使用 cp 命令复制数据的表现也与图形界面的表现一致。

三、Linux 下 flush 和 sync 挂载参数

那么，为什么在 Windows 下 U 盘数据复制完成后就可以立即弹出呢？而 Linux 下不同的分区格式又有如上不同的表现呢？归结到底的原因是 U 盘磁盘数据写入的策略不同。
Windows 的写入策略我这里就不展开了（参见参考链接2）， 这里详细解释一下 Linux 下的写入缓存策略是如何影响不同分区格式的写入表现的。
通过在命令行下执行 mount 命令查看如下：

/dev/sdb1 on /media/mdx/FAT32PART type vfat (rw,nosuid,nodev,relatime,uid=1000,gid=1000,fmask=0022,dmask=0022,codepage=437,iocharset=iso8859-1,shortname=mixed,showexec,utf8,flush,errors=remount-ro,uhelper=udisks2)

可以查看到 FAT32 格式的分区的挂载选项里有个 flush 选项，查看 man mount，其解释是：

flush If set, the filesystem will try to flush to disk more early than normal. Not set by default.

man mount

大概意思是比通常的策略更早一些写入物理磁盘。

对于 NTFS 格式分区在文件管理器里的自动挂载后的选项，使用 mount 命令查看如下：

/dev/sdb2 on /media/mdx/NTFSPART type ntfs3 (rw,nosuid,nodev,relatime,uid=1000,gid=1000,iocharset=utf8,windows_names,uhelper=udisks2)

其中没有看到相关的同步写入磁盘选项。

手工卸载 NTFS 分区再加上一个 sync 挂载选项后，再复制数据进入相应分区就可以同步写入物理磁盘了。

udisksctl mount -t ntfs3 -o sync -b /dev/sdb2

（Udisks2 用 udiskctl 命令挂载磁盘分区参见文末参考链接3）

或者：

sudo mount -t ntfs3 -o sync /dev/sdb2 /mnt -v

所以，控制能否同步写入物理磁盘的策略是由自动挂载的选项决定的。
另外，使用 sync 挂载选项可能对 U盘的使用寿命有一定的负面影响，参见 man mount 相关内容：

sync All I/O to the filesystem should be done synchronously. In the case of media with a limited number of write cycles (e.g. some flash drives), sync may cause life-cycle shortening.

man mount

四、更改 U 盘写入缓存的策略
这里讲一下在 Ubuntu 22.04 下面怎么修改文件管理器的自动挂载选项。这里的方法适用于 Udisks2 2.9 及以上的版本，如 Ubuntu 22.04 及 Fedora 36 等发行版。（参见参考链接4）

1、方法一，修改 Udisks2 的默认挂载选项配置文件：/etc/udisks2/mount_options.conf

# /etc/udisks2/mount_options.conf
[defaults]
exfat_defaults=uid=$UID,gid=$GID,iocharset=utf8,errors=remount-ro,sync
ntfs_defaults=uid=$UID,gid=$GID,windows_names,sync

这里在 EXFAT 和 NTFS 分区的 Udisks2 默认挂载选项中均加了 sync。注意，这里并不区分是 USB 设备还是其他存储设备。

2、方法二，修改 Udisks2 自动挂载的 Udev 规则：

SUBSYSTEM!="block", GOTO="udisks_mount_options_end"
ENV{DM_MULTIPATH_DEVICE_PATH}=="1", GOTO="udisks_mount_options_end"
ENV{DM_UDEV_DISABLE_OTHER_RULES_FLAG}=="?*", GOTO="udisks_mount_options_end"
SUBSYSTEMS=="usb", ENV{ID_FS_TYPE}=="ntfs|exfat", ENV{UDISKS_MOUNT_OPTIONS_DEFAULTS}="sync"
LABEL="udisks_mount_options_end"

相比UDisks2的默认挂载选项设置，在 Udev 规则中设置 Udisks2 的默认挂载选项更灵活一些，比如上面可以指定仅更改 usb 设备的默认挂载规则。

五、未尽事宜

1、对于 Deepin 20.9 和 Ubuntu 20.04 等系统的 Udisks2 2.8 及以下的版本，我暂时没有发现直接更改默认挂载选项的办法。可能禁止 Udisks2 自动挂载，使用 Udev 规则自定义挂载动作可以办到。另外，网上也有从源码安装 Udisks2 新版的方法来解决这个问题（见下参考链接5）。

2、NTFS格式的分区挂载选项加上 sync 参数后，Ubuntu22.04 命令行用 cp 复制数据到 U 盘的速度还不到图形界面 nautilus 文件管理器复制速度的一半。应该与 cp 命令复制文件使用的数据块大小有关，使用 dd 命令复制指定了 bs=1M 后速度就跟图形界面复制的速度差不多了。（参见参考链接6）

3、Deepin 20.9 的文件管理器默认挂载选项中没有 sync 或之类的参数，在图形界面的文件管理器中应该是同步复制到 U 盘的，复制完毕就可以立即弹出 U 盘，但在命令行中用 cp 命令复制却是像 ubuntu 22.04 那样异步复制的。可能是 Deepin 的文件管理器并不遵守挂载选项的设定，在文件管理器复制文件的行为中作了特别的处理。具体做法未知。

4、Linux 下 NTFS 的驱动有内核驱动 ntfs、ntfs3，用户空间驱动 ntfs-3g，使用不同的驱动加了 sync 参数对速度有比较大的影响。从简单的测试上，从5.15内核开始支持的 ntfs3 的速度是最快的。但未详细的测试。（参见参考链接7）

5、flush 和 sync 的挂载参数只适用于部分文件系统，如 flush 好像只适用于 vfat 分区格式。具体未全面测试。

六、小结

Linux 下 U 盘的挂载和数据传输行为受文件系统格式、系统版本、挂载方式、复制方式等多种因素的影响，所以不像 Windows 那样有比较统一的行为。但只要做到一点，就可以保证 Linux 下使用 U盘传输数据的安全性。就是不管什么情况下，拔出U盘前一定要在图形界面弹出U盘，或在命令行下 umount 卸载U盘文件系统。这样就能确保拔出U盘前数据已经在物理介质上保存完毕。

七、参考链接

1、设置是否默认挂载磁盘分区的方式，参见：How to disable automount in nautilus’s preferences https://askubuntu.com/questions/89244/how-to-disable-automount-in-nautiluss-preferences
命令行方式：gsettings set org.gnome.desktop.media-handling automount false（或 true）
图形工具：dconf-editor 设置与上面命令同样路径的值。

2、什么是USB写缓存以及怎么禁用U盘的写缓存？（主要是 Windows 的） https://www.usbzh.com/article/detail-348.html
不过，我在 VirtualBox 的 Windows 11 虚拟机中测试了一下，更改了写入缓存策略后好像并没有什么显著的表现变化。

3、udisks2 挂载文件系统，参见：udisks https://wiki.archlinux.org/title/udisks

4、Udisks2 可配置的挂载选项，参见：Configurable mount options of Udisks2 http://storaged.org/doc/udisks2-api/latest/mount_options.html

5、从源码安装 Udisks2，参见：install udisks2 from source on Ubuntu 18.04 https://www.jwillikers.com/install-udisks2-from-source

6、Linux cp 命令使用的数据块大小查看，参见：Efficient File Copying On Linux https://eklitzke.org/efficient-file-copying-on-linux

7、Linux 5.15 内核开始支持的 ntfs3 驱动，参见：PARAGON NTFS3 Driver FAQ NTFS3 IMPLEMENTATION FOR LINUX KERNEL https://www.paragon-software.com/us/home/ntfs3-driver-faq/