[發明專利]基于重復數據刪除的日志文件系統的垃圾回收方法

有效

• 申請號: 201710834662.2
• 申請日: 2017-09-15
• 公開（公告）號: CN107391774B
• 公開（公告）日: 2019-11-19
• 發明（設計）人: 吳素貞;欒華高;毛波;饒輝
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G06F16/18
• 分類號: G06F16/18;G06F16/16;G06F16/174;G06F3/06
• 代理公司: 35200 廈門南強之路專利事務所(普通合伙)
• 代理人: 馬應森<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.基于重復數據刪除的日志文件系統的垃圾回收方法，其特征在于包括以下步驟：

1)初始化步驟，包括以下過程：

(1)根據用戶指令掛載日志文件系統，初始化模塊判斷指紋索引表是否存在，若是，則轉過程(2)，否則轉過程(4)；

(2)從固態盤的超級塊讀取指紋索引表、強數據段指針及弱數據段指針到內存，轉過程(3)；

(3)從固態盤的超級塊獲取用來區分強數據和弱數據的引用值的閾值，轉并行的步驟2)和步驟3)；

(4)在內存中創建指紋索引表、強數據段指針及弱數據段指針并初始化，轉過程(5)；

(5)設置用于區分強數據和弱數據的引用值的閾值，轉并行的步驟2)和步驟3)；

2)數據處理步驟，包括以下過程：

(1)等待上層用戶請求操作，數據處理模塊判斷該操作是否為讀操作，若是，則轉過程(2)，否則判斷該操作是否為寫操作，若是，則轉過程(3)，否則表示該操作為刪除操作，轉過程(6)；

(2)根據用戶指令中待讀取數據塊的地址，從固態盤上讀取數據塊返回上層用戶，轉過程(1)；

(3)計算待寫入數據塊的指紋值，在指紋索引表中查找是否存在相同的指紋值，若是，則表示該數據塊為重復的數據塊，轉過程(4)，否則表示該數據塊為非重復的數據塊，轉過程(5)；

(4)將該數據塊的引用值加1，轉過程(9)；

(5)分配新的空閑數據塊存儲該數據塊，在指紋索引表中添加對應的指紋表項，并置該數據塊的引用值為1，轉過程(9)；

(6)根據待刪除數據塊的地址查找指紋索引表，判斷該數據塊的引用值是否大于1，若是，則轉過程(7)，否則轉過程(8)；

(7)將該數據塊的引用值減1，轉過程(9)；

(8)將指索引表中該數據塊對應的表項置空，將該數據塊標志為無效數據塊，轉過程(9)；

(9)更新日志文件系統的元數據，轉過程(1)；

3)垃圾回收步驟，包括以下過程：

(1)垃圾回收控制模塊根據日志文件系統狀態或用戶請求，判斷日志文件系統是否需要進行垃圾回收，若是，則轉過程(2)，否則轉過程(1)；

(2)選擇需要進行垃圾回收的數據段；

(3)判斷該數據段是否包含需要遷移的有效數據塊，若是，則轉過程(4)，否則轉過程(13)；

(4)讀取該數據段內的一個有效數據塊及其對應的元數據，轉過程(5)；

(5)根據數據地址查找該數據塊對應的指紋表項，判斷該數據塊的引用值是否大于閾值，若是，則轉過程(6)，否則轉過程(9)；

(6)判斷當前強數據段是否有空閑的數據塊，若是，則轉過程(7)，否則轉過程(8)；

(7)將該數據塊寫入到當前強數據段中，轉過程(12)；

(8)挑選一個空閑段作為新的強數據段，將該數據塊寫入到該強數據段中，轉過程(12)；

(9)判斷當前弱數據段是否有空閑的數據塊，若是，則轉過程(10)，否則轉過程(11)；

(10)將該數據塊寫入到當前弱數據段中，轉過程(12)；

(11)挑選一個空閑段作為新的弱數據段，將該數據塊寫入到該弱數據段中，轉過程(12)；

(12)將該數據塊置為無效并更新對應的元數據，轉過程(3)；

(13)擦除當前進行垃圾回收的數據段，更新日志文件系統的元數據，轉過程(1)；

4)結束步驟，當用戶發出卸載文件系統指令時，順序進行以下過程：

(1)結束模塊將指紋索引表、強數據段指針、弱數據段指針及區分強數據和弱數據的引用值的閾值寫回固態盤的超級塊中；

(2)卸載文件系統，釋放相關資源。

2.如權利要求1所述基于重復數據刪除的日志文件系統的垃圾回收方法，其特征在于在步驟1)第(3)部分中，所述從固態盤的超級塊獲取用來區分強數據和弱數據的引用值的閾值的具體方法為：當數據的引用值大于閾值時說明該數據為強數據，當數據的引用值小于閾值時說明該數據為弱數據。

3.如權利要求1所述基于重復數據刪除的日志文件系統的垃圾回收方法，其特征在于所述指紋索引表包括M條索引信息，每條索引信息由3個數據項構成：指紋值、數據塊地址和引用值，M為大于等于0的自然數。