[發明專利]一種緩存中臟數據的組織管理方法、系統及存儲系統

有效

• 申請號: 201711065726.3
• 申請日: 2017-11-02
• 公開（公告）號: CN107844436B
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 王永剛
• 申請（專利權）人: 鄭州云海信息技術有限公司
• 主分類號: G06F12/0877
• 分類號: G06F12/0877
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

本發明公開了一種緩存中臟數據的組織管理方法、系統及存儲系統，本申請將緩存空間劃分為多個緩存模塊，并根據磁盤陣列的儲存容量確定多個邏輯卷。本申請為邏輯卷分配緩存模塊，本申請還設置了與邏輯卷一一對應的數組，并將數組中的元素一一作為紅黑樹的根節點。本申請還可以確定任一邏輯卷對應的臟塊在該緩存模塊的地址，從而確定臟塊在對應邏輯卷的對應地址，并將該對應地址作為與該邏輯卷對應的紅黑樹的節點的key值。然后，本申請便可將臟塊按照紅黑樹的預設排序規則組織成紅黑樹，在將臟塊中的臟數據刷寫至磁盤陣列時，按照先序遍歷方式刷寫，相當于對磁盤陣列進行順序訪問，提升了刷寫的速率，縮短了刷寫的時間，提高了系統的訪問效率。

技術領域

本發明涉及存儲技術領域，特別是涉及一種緩存中臟數據的組織管理方法、系統及存儲系統。

背景技術

在存儲系統中，系統的多個磁盤組成磁盤陣列，緩存空間存儲的數據應刷寫至磁盤陣列中。如果通過寫操作對緩存空間中的數據進行修改，導致緩存空間中的數據與磁盤陣列中的數據不一致，則緩存空間中被修改的數據稱為臟數據。現有技術對緩存空間中的臟數據按照鏈表的組織方式進行組織，鏈表是一種物理存儲單元上非連續、非順序的存儲結構，因此，緩存空間中的臟數據刷寫至磁盤陣列時，相當于對磁盤陣列進行隨機訪問，導致刷寫速度慢，效率低。此外，對于鏈表的形式來說，即使對緩存空間中的臟數據按照地址進行排序，排序過程會過于繁瑣，導致排序時間過長，從而降低了系統的訪問效率。

因此，如何提供一種解決上述技術問題的方案是本領域的技術人員目前需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種緩存中臟數據的組織管理方法、系統及存儲系統，相當于對磁盤陣列進行順序訪問，從而提升了刷寫的速率，縮短了刷寫的時間，提高了系統的訪問效率。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種緩存中臟數據的組織管理方法，包括：

預先將存儲系統中的緩存空間劃分為N個緩存模塊，并根據所述存儲系統中的磁盤陣列的儲存容量確定與所述磁盤陣列對應的M個邏輯卷，其中，N、M均為正整數且M＜N；

根據M個所述邏輯卷的儲存容量和N個所述緩存模塊的緩存容量為M個所述邏輯卷相應的順序分配緩存模塊并設置與M個所述邏輯卷一一對應的M個元素組成的數組，其中，所述邏輯卷分配的緩存模塊的緩存容量小于等于該邏輯卷的儲存容量；

分別將M個所述邏輯卷對應的緩存模塊中的臟塊，按照所述臟塊在邏輯卷的對應地址及紅黑樹的預設排序規則組織成M個紅黑樹，以便將所述臟塊中的臟數據按照先序遍歷的方式刷寫至所述磁盤陣列，其中，所述臟塊在邏輯卷的對應地址為該邏輯卷對應的紅黑樹的節點的key值，與第i個邏輯卷對應的元素為與該邏輯卷對應的紅黑樹的根節點，i為正整數且i≤M。

優選地，該方法還包括：

在所述臟塊中的臟數據刷寫至所述磁盤陣列后，刪除與所述臟塊對應的紅黑樹的節點。

優選地，所述紅黑樹的預設排序規則具體為所述紅黑樹的節點的左孩子的key值小于該節點的key值，所述紅黑樹的節點的右孩子的key值大于該節點的key值。

優選地，所述紅黑樹插入新的臟塊的過程具體包括：

當新的臟塊生成時，根據生成的臟塊在邏輯卷的對應地址確定生成的所述臟塊在與其對應的紅黑樹中的位置，并在滿足所述排序規則的前提下，根據確定的位置將生成的所述臟塊插入該紅黑樹。

優選地，所述紅黑樹插入節點的平均時間復雜度的關系式為O(logn)，其中，n為所述紅黑樹節點的數量。

為解決上述技術問題，本發明還提供了一種緩存中臟數據的組織管理系統，包括：