[發明專利]一種分布式文件系統的元數據組織管理方法和系統

在審

• 申請號: 201310184416.9
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103294786A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 馮丹;付寧;施展;陳云云;柳青;韓江;李白
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

1.一種分布式文件系統的元數據組織管理方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）接收來自客戶端的元數據請求消息包，并對該元數據請求消息包內容進行解析，根據解析得到的元數據請求消息包的類別將該元數據請求消息包放入對應的消息隊列；

（2）從消息隊列中提取元數據請求消息包，并對該元數據請求消息包進行解析，以獲得該元數據請求消息包的請求類型和請求內容；

（3）根據元數據請求消息包獲取B+樹中存放的元數據信息，并對該元數據信息進行相應的讀寫操作；具體而言，B+樹中節點類型主要包括葉子節點和非葉子節點，元數據信息均存儲于葉子節點中，對元數據信息的讀寫操作，即為對葉子節點中所存儲信息的讀寫操作；

（4）將讀寫操作后的結果放入元數據請求響應消息包中，并返回給客戶端，元數據請求響應消息包具體包括客戶端和MDS的連接信息、元數據請求消息包的請求類型，元數據請求消息包的請求結果、以及元數據請求消息包的請求內容。

2.根據權利要求1所述的元數據組織管理方法，其特征在于，還包括在步驟（1）之前，初始化元數據服務器的讀寫線程和消息隊列，并創建僅有根節點的B+樹的步驟。

3.根據權利要求2所述的元數據組織管理方法，其特征在于，初始化元數據服務器的讀寫線程和消息隊列，并創建僅有根節點的B+樹具體包括以下子步驟：

初始化元數據服務器的讀寫線程的參數，包括讀寫線程的啟動時間、讀寫線程結束后需進行的善后操作、以及讀寫線程運行中所觸發的回調函數，其中元數據服務器的讀線程數大于等于1，寫線程數僅為1；

初始化元數據服務器的消息隊列及其參數；

創建并初始化一棵僅有根節點的B+樹。

4.根據權利要求3所述的元數據組織管理方法，其特征在于，

初始化元數據服務器的消息隊列及其參數是將讀消息隊列與若干讀線程進行綁定，將寫消息隊列與唯一的寫線程進行綁定，其中參數包括消息隊列的最大長度L、超時時長T、以及存儲數據的格式，存儲數據的格式被設置為消息包類別；

創建并初始化一棵僅有根節點的B+樹是將該B+樹的全部節點均存放于內存中，B+樹中被初始化的內容包括B+樹中節點所能擁有的最大節點數、節點編號增長方式、節點查詢方式以及元數據存放方式。

5.根據權利要求1所述的元數據組織管理方法，其特征在于，步驟（1）具體包括以下子步驟：

（1-1）接收來自客戶端的元數據請求消息包；

（1-2）解析元數據請求消息包的內容，根據解析的內容區別該元數據請求消息包為讀操作還是寫操作；

（1-3）將區分后的元數據請求消息包放入相應的消息隊列，即將讀操作消息包放入讀消息隊列，將寫操作消息包放入寫消息隊列，然后進入步驟（3）。

6.根據權利要求1所述的元數據組織管理方法，其特征在于，步驟（3）中，對于讀請求，允許多個讀線程同時對B+樹中元數據信息進行讀操作，各個讀線程之間互不影響和干擾，對于寫請求，只允許一個寫線程對B+樹中元數據信息進行寫操作，同時允許多個讀線程對B+樹進行讀操作。

7.根據權利要求6所述的元數據組織管理方法，其特征在于，步驟（3）是采用寫時拷貝技術對B+樹進行寫操作，具體包括：

寫線程在更新或添加B+樹中的節點時，寫線程首先對該葉子節點及其到根節點路徑上所有相關的節點進行一個拷貝，稱拷貝前的頁為過時的頁；

寫線程對拷貝后的葉子節點進行修改更新，并相應調整路徑上的值，稱拷貝后修改的頁為更新后的頁；

寫線程通過原子操作切換根節點的指針來提交修改操作,如果讀操作發生在寫操作之間，則讀取過時的頁，否則讀取更新后的頁。