[發明專利]一種緩存數據管理方法及裝置

在審

• 申請號: 201710112622.7
• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106897030A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 劉如意
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 羅滿

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，特別是涉及一種緩存數據管理方法及裝置。

背景技術

在存儲系統中，機械硬盤的讀寫速度遠遠低于內存以及CPU處理速度，且發展非常緩慢，成為整個存儲系統發展的瓶頸。為克服這一問題，固態硬盤應運產生，固態硬盤(Solid State Drive，SSD)是由固態電子存儲芯片陣列制成的硬盤，與機械硬盤相比能夠大大提高數據讀寫速度。但是，目前固態硬盤造價昂貴，就單位容量成本相比機械硬盤仍具有較大優勢，因而兼顧高IOPS和大容量存儲需求，現有存儲系統采用一種折中方案：以固態硬盤做緩存。

在存儲系統運行中，不斷有數據被緩存，作為緩存區的固態硬盤會逐漸被占滿，因此如何將熱度低的舊數據塊從緩存區中置換出去，以緩存新的數據塊，以保證整個緩存系統數據讀取的命中率，就成為緩存系統的一個重點問題。

現有技術中，所采用的緩存置換方法是，維護一個隊列，隊列中維護了當前的緩存數據信息，當新數據進入緩存時，會放到隊列尾部；而當需要淘汰舊數據時，會從隊列頭部進行淘汰；當緩存數據命中時，會將命中數據從當前位置置換到隊列尾部，即最近使用過的數據會被保護，而一直未被使用且在緩存中時間最長的數據會被淘汰，如此達到淘汰最近最少使用的緩存數據的目的。

但現有這種緩存置換方法，對于偶發性的數據操作或者周期性的批量操作，會將這些數據置換到隊列尾部，可能導致將熱點數據置換掉，導致命中率下降，會影響緩存系統的效率。

發明內容

本發明的目的是提供一種緩存數據管理方法及裝置，能夠合理地保護熱點數據以及淘汰非熱點數據，可提高緩存數據命中率，提升緩存系統效率。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種緩存數據管理方法，包括：

根據讀請求從緩存數據查找是否存在命中數據；

若是，統計本數據的命中次數，當本數據的命中次數達到第一閾值時，將本數據的索引信息從當前信息維護隊列提升到上一等級信息維護隊列，將所述上一等級信息維護隊列尾部的索引信息降低至當前信息維護隊列，每一等級所述信息維護隊列中數據索引信息按照訪問熱度從高到低依次排列；

若否，統計本數據的未命中次數，當本數據的未命中次數達到第二閾值時，將本數據的索引信息插入到從各等級所述信息維護隊列中選取的目標信息維護隊列中，并且若當前緩存數據已滿，則將最低等級信息維護隊列尾部的索引信息以及緩存中該索引信息對應的數據刪除。

可選地，還包括：當本數據的命中次數未達到第一閾值時，將本數據的索引信息提升到當前信息維護隊列頭部。

可選地，還包括：周期性地平衡各等級所述信息維護隊列包含的數據索引信息數量。

可選地，所述周期性地平衡各等級所述信息維護隊列包含的數據索引信息數量包括：

對于每一等級所述信息維護隊列，從所述信息維護隊列尾部刪除索引信息，并將緩存中該索引信息對應的數據刪除。

可選地，還包括：對于每一所述信息維護隊列，當數據在預設時間內沒有命中時，將本數據在所述信息維護隊列中的索引信息降低至下一等級信息維護隊列中。

一種緩存數據管理裝置，包括：

查找模塊，用于根據讀請求從緩存數據查找是否存在命中數據；

命中數據管理模塊，用于當緩存數據中存在命中數據時，統計本數據的命中次數，當本數據的命中次數達到第一閾值時，將本數據的索引信息從當前信息維護隊列提升到上一等級信息維護隊列，將所述上一等級信息維護隊列尾部的索引信息降低至當前信息維護隊列，每一等級所述信息維護隊列中數據索引信息按照訪問熱度從高到低依次排列；

未命中數據管理模塊，用于當緩存數據中不存在命中數據時，統計本數據的未命中次數，當本數據的未命中次數達到第二閾值時，將本數據的索引信息插入到從各等級所述信息維護隊列中選取的目標信息維護隊列中，并且若當前緩存數據已滿，則將最低等級信息維護隊列尾部的索引信息以及緩存中該索引信息對應的數據刪除。

可選地，所述命中數據管理模塊還用于當本數據的命中次數未達到第一閾值時，將本數據的索引信息提升到當前信息維護隊列頭部。

可選地，還包括隊列管理模塊，用于周期性地平衡各等級所述信息維護隊列包含的數據索引信息數量。

可選地，所述隊列管理模塊具體用于對于每一等級所述信息維護隊列，從所述信息維護隊列尾部刪除索引信息，并將緩存中該索引信息對應的數據刪除。