[發(fā)明專利]一種基于高速緩存感知的垃圾回收方法、設備及存儲介質

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011025007.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112148631B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設計）人: 潘玉彪;張惠臻;張憶文
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G06F12/02
• 分類號: G06F12/02;G06F12/0882;G06F3/06
• 代理公司: 廈門市首創(chuàng)君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭

1.一種基于高速緩存感知的垃圾回收方法，其特征在于，包括：

S1、垃圾回收操作開始，固態(tài)硬盤掃描所有物理塊，得到每塊物理塊內包含有效頁的數量；

S2、固態(tài)硬盤掃描每個物理塊對應的高速緩存，利用計數器記錄所述物理塊緩存在高速緩存中的有效頁數量，將每塊物理塊的有效頁數量減去每個物理塊對應計數器的值，得到每塊物理塊真正需要移動的有效頁的數量；

S3、選擇真正需要移動的有效頁的數量最小的物理塊作為垃圾回收的目標塊；

S4、針對所述目標塊，開始掃描每一個物理頁；

S5、判斷所述物理頁是否為無效頁；如果是，跳轉到S9；否則，進入S6；

S6、所述物理頁為有效頁，判斷所述物理頁是否緩存在高速緩存中；如果是，跳轉到S8；否則，進入S7；

S7、將所述物理頁從閃存中讀取到高速緩存中，如果高速緩存滿，則采用LRU算法替換；

S8、將所述物理頁在高速緩存中的狀態(tài)修改或保持為“臟”，將映射關系中的物理頁面地址刪除；

S9、判斷是否掃描完目標塊當中的所有物理頁；如果是，跳轉到S11；否則，進入S10；

S10、掃描下一個物理頁，并跳轉到S5；

S11、完成該目標塊的有效頁移動，擦除目標塊，完成一次垃圾回收操作；

步驟S2中將每塊物理塊的有效頁數量減去每個物理塊對應計數器的值，得到每塊物理塊真正需要移動的有效頁的數量，所述計數器的值具體獲取方法包括：

固態(tài)硬盤初始化時，計數器清零；

用戶的讀/寫請求將一個物理頁面從閃存讀起，并緩存在高速緩存中，則所述物理頁所屬的物理塊對應的計數器自增1；

高速緩存中的物理頁因頁面替換被逐出高速緩存，則其對應的物理塊的計數器自減1；

物理塊被擦除了，則對應的計數器清零；

步驟S8將該物理頁在高速緩存中的狀態(tài)修改或保持為“臟”，將映射關系中的物理頁面地址刪除具體包括：

對于垃圾回收觸發(fā)的讀操作，若目標塊的有效頁已經保存在高速緩存中，且其在高速緩存中的狀態(tài)為“干凈”；則垃圾回收將不會從閃存中讀取該有效頁，一致性緩存將該有效頁在緩存中的狀態(tài)改為“臟”，且將其映射關系中的物理頁面地址刪除；

對于垃圾回收觸發(fā)的讀操作，若目標塊的有效頁已經保存在高速緩存中，且其在高速緩存中的狀態(tài)為“臟”；則垃圾回收將不會從閃存中讀取該有效頁，一致性緩存將保持該有效頁在緩存中的“臟”狀態(tài)，且將其映射關系中的物理頁面地址刪除；

對于垃圾回收觸發(fā)的讀操作，若目標塊的有效頁沒有保存在高速緩存中；則垃圾回收將從閃存中讀取該有效頁，一致性緩存將該有效頁數據保存在高速緩存中，且標記其狀態(tài)為“臟”，同時刪除映射關系中的物理頁面地址。

2.一種基于高速緩存感知的垃圾回收設備，其特征在于，包括處理器，所述處理器用于執(zhí)行存儲器中存儲的計算機程序時實現如權利要求1所述基于高速緩存感知的垃圾回收方法的步驟。

3.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質上存儲有基于高速緩存感知的垃圾回收程序，所述基于高速緩存感知的垃圾回收程序被處理器執(zhí)行時實現如權利要求1所述基于高速緩存感知的垃圾回收方法的步驟。