[發明專利]一種消除固態盤中預寫式日志重復數據寫的方法及設備

有效

• 申請號: 202110103513.5
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112764685B
• 公開（公告）日: 2022-07-15
• 發明（設計）人: 吳秋霖;周游;吳非;謝長生
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種消除固態盤中預寫式日志重復數據寫的方法，其特征在于，應用所述預寫式日志的數據庫創建于基于閃存的固態盤上，且所述固態盤對外暴露地址重映射接口；所述方法包括：

事務更新數據庫文件的第一邏輯頁時，在日志文件中以追加寫入的方式為新的數據頁分配第二邏輯頁，并生成相應的語義信息，將所述新的數據頁寫入所述第二邏輯頁所映射的物理頁，并將所生成的語義信息及相應的反向地址映射信息寫入該物理頁的帶外區域；所述語義信息包括所述日志文件中的數據頁所對應的數據庫文件邏輯頁地址；所述語義信息還包括：數據頁所屬事務的事務序號，數據頁在其所屬事務中的數據頁序號，以及用于指示數據頁是否為其所屬事務的最后一個數據頁的結束頁標志；其中，同一個事務的數據頁順序編號；

在檢查點期間，獲得事務更新的數據頁中，各數據頁所關聯的日志文件邏輯頁地址和數據庫文件邏輯頁地址，分別作為地址重映射的起始源邏輯地址和起始目的邏輯地址，以通過地址重映射建立數據庫文件邏輯頁與日志文件物理頁之間的正向映射關系；

所述方法還包括：

在對所述固態盤進行掉電恢復時，掃描閃存中的各物理頁；

若物理頁的帶外區域未存儲語義信息，則從該物理頁的帶外區域中反向映射信息中提取該物理頁所映射的邏輯頁，并相應在正向映射表中創建該邏輯頁與該物理頁的正向映射關系；

若物理頁的帶外區域存儲了語義信息，則從該語義信息中提取出相應的事務序號，并查找與該物理頁屬于同一事務的其他物理頁；

若屬于同一事務的物理頁中存儲的語義信息包含了該事務完整的數據頁序號以及結束頁標志，則從各物理頁存儲的語義信息中提取相應的數據庫文件邏輯頁地址，并在相應在所述正向映射表中創建數據庫文件邏輯頁到物理頁的正向映射關系；否則，從各物理頁存儲的語義信息中提取相應的日志文件邏輯頁地址，并相應在所述正向映射表中創建日志文件邏輯頁到物理頁的正向映射關系。

2.如權利要求1所述的消除固態盤中預寫式日志重復數據寫的方法，其特征在于，還包括：

在對所述固態盤的執行垃圾回收時，對于待回收的閃存塊中存儲了有效數據頁的物理頁，若其帶外區域未存儲語義信息，則將該物理頁中的數據頁連同完整的帶外區域數據遷移至其他空閑物理頁中；若物理頁的帶外區域存儲了語義信息，且已經經過了地址重映射，則將該物理頁中的數據頁遷移至其他空閑物理頁中，并將語義信息中的數據庫文件邏輯頁地址作為反向映射信息遷移至該空閑物理頁的帶外區域中；若物理頁的帶外區域存儲了語義信息，且未經過地址重映射，則將該物理頁中的數據頁連同完整的帶外數據遷移至其他空閑物理頁中。

3.如權利要求2所述的消除固態盤中預寫式日志重復數據寫的方法，其特征在于，對于帶外區域存儲了語義信息的物理頁，判斷其是否經過地址重映射的方式為：從語義信息中提取其所對應的數據庫文件邏輯頁的頁地址，并基于該頁地址查找正向映射表，若所查找到的正向映射表條目中的物理頁地址與當前待判斷的物理頁的地址一致，則判定當前待判斷的物理頁經過了地址重映射；否則，判定當前待判斷的物理頁未經過地址重映射。

4.如權利要求1所述的消除固態盤中預寫式日志重復數據寫的方法，其特征在于，還包括：

通過地址重映射建立數據庫文件邏輯頁與日志文件物理頁之間的正向映射關系后，清除日志文件邏輯頁與日志文件物理頁之間的正向映射關系。