[發明專利]文件緩存方法、裝置、計算機設備及存儲介質

有效

• 申請號: 202111663107.0
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114442937B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 高華龍;馮玉朋
• 申請（專利權）人: 北京云寬志業網絡技術有限公司
• 主分類號: G06F3/06
• 分類號: G06F3/06
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 翟姝紅;包莉莉

本發明公開了一種文件緩存方法、裝置、計算機設備及存儲介質，該方法包括：響應于目標文件的讀寫指令，計算所述目標文件的文件名對應的散列值；利用緩存目錄下所掛載目錄的數量對所述散列值取余，得到所述散列值的余數；基于所述散列值的余數確定所述目標文件在所述緩存目錄下的唯一路徑。應用本發明方案，不僅可以提高緩存的小文件讀寫性能，還可以充分利用服務器資源，同時還能減小對文件系統的依賴。

技術領域

本發明涉及磁盤數據存儲技術領域，尤其涉及一種文件緩存方法、裝置、計算機設備及存儲介質。

背景技術

文件緩存一般用于快速存儲大量臨時散碎文件，為提高文件緩存的性能通常是從磁盤介質方面切入，而提高磁盤介質性能的方法除了使用更高性能的設備之外，還可以使用RAID技術對多塊磁盤進行再組織，以求通過增加磁盤介質的數量來換取磁盤介質的穩定性和性能。其中，RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，磁盤陣列)，有“獨立磁盤構成的具有冗余能力的陣列”之意。磁盤陣列是一種由很多塊獨立的磁盤按照不同方式組合形成一個容量巨大的磁盤組，從而提供比單個磁盤更高的存儲性能和提供數據備份技術，利用個別磁盤提供數據所產生加成效果提升整個磁盤系統效能。利用這項技術，將數據切割成許多區段，分別存放在各個硬盤上。

現有技術中，常見的RAID方案主要有RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID10。其中，RAID0只提高讀寫性能，不提供數據冗余功能，其原理是將多塊硬盤組合成一塊大硬盤，在數據讀寫時，將連續的數據按規則切成若干塊，分散寫入到多個硬盤中同時進行讀寫，以提高讀寫帶寬，多個硬盤的并行操作使同一時間內磁盤讀寫的速度提升N倍。但是，由于其沒有數據冗余功能，所以只要其中一塊硬盤損毀，幾乎所有數據都會受到影響。RAID1與RAID0正好相反，它只提供數據冗余功能，而讀寫性能則取決于帶寬最小的硬盤，其特點是數據安全性得到了保障，只要硬盤組中還有一塊硬盤，那么數據就是安全的。RAID5是目前使用最多的方案，相當于在RAID0的基礎上，額外使用一塊硬盤用于數據校驗，從而不會發生因硬盤損壞造成數據丟失的問題，而為了減小數據校驗設備的負載，RAID5將校驗數據輪流寫入到所有硬盤中，這也是RAID5與RAID3的區別。而RAID6相對于RAID5，則是主要增加了冗余塊的數量，但RAID5在應對連續小IO(數據IO大小小于高速緩存塊大小)順序讀性能相對于單盤并沒有提升，而寫性能因改寫問題反而會有下降。從上述現有的RAID技術可知，一般都需要一組相同規格的磁盤，而服務器上不僅可以普遍安裝多塊磁盤，還可以同時通過其他方式額外掛載其他的磁盤(如磁盤擴展柜)，在面對復雜的設備情況時如果想同時利用多個來源的磁盤來組成緩存磁盤組，RAID技術顯然有些局限性。由于RAID提供的是塊設備，并不能直接提供文件級別的讀寫接口，因此，必須通過中間層即文件系統對塊設備進行管理，而現存的文件系統多種多樣，除了基本的新建、讀取、寫入、刪除等功能外，各有各的特色，有的能支持更大的存儲空間，有的支持更多的文件個數，有的支持超長的文件名，有的支持超大的單個文件，不一而足。而使用者往往會根據具體的業務需求，去使用不同的文件系統。因此，有必要提供一種基于多硬盤的文件緩存方案，以解決上述技術缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：現有技術中單純使用RAID技術對小文件讀寫性能的提升助益有限，甚至降低；對于磁盤規格不同的情況支持不佳，不利于充分利用服務器資源；大部分文件系統在應對高速緩存的業務場景時存在的諸如支持容量有限制、對單目錄內文件個數有限制或當目錄中文件個數增加后讀寫速度變慢的問題。以及，面對豐富的業務需求時，使用現有RAID技術難以在容量大、數量多的業務場景中繼續保持其性能的問題。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種文件緩存方法，包括：

響應于目標文件的讀寫指令，計算所述目標文件的文件名對應的散列值；

利用緩存目錄下所掛載目錄的數量對所述散列值取余，得到所述散列值的余數；

基于所述散列值的余數確定所述目標文件在所述緩存目錄下的唯一路徑。