[發(fā)明專利]任務隊列的仲裁管理方法、存儲介質及固態(tài)硬盤

有效

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• 申請日: 2022-03-02
• 公開（公告）號: CN114265798B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設計）人: 周成亮;薛紅軍;楊驥;趙連訊
• 申請（專利權）人: 北京得瑞領新科技有限公司
• 主分類號: G06F13/18
• 分類號: G06F13/18;G06F13/16;G06F13/372
• 代理公司: 北京慧智興達知識產權代理有限公司 11615
• 代理人: 李麗穎

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲技術領域，提供了一種任務隊列的仲裁管理方法、存儲介質及固態(tài)硬盤，該方法包括：判斷隊列優(yōu)先級為緊急的第一任務隊列是否為空；若隊列優(yōu)先級為緊急的任務隊列非空，則優(yōu)先對所述第一任務隊列進行調度；在對所述第一任務隊列進行調度過程中，監(jiān)測任務隊列的調度狀態(tài)是否滿足預設的優(yōu)先調度權釋放條件；當任務隊列的調度狀態(tài)滿足預設的優(yōu)先調度權釋放條件時，則根據(jù)加權循環(huán)調度策略對隊列優(yōu)先級為其他等級的任務隊列進行調度。本發(fā)明能夠避免WRR隊列在調度時被餓死，同時可以給上層業(yè)務提供緊急優(yōu)先級的優(yōu)先調度，從而使緊急優(yōu)先級隊列可以在實際業(yè)務中廣泛地使用，大幅提高了業(yè)務調整優(yōu)先級的靈活性。

技術領域

本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲技術領域，尤其涉及一種任務隊列的仲裁管理方法、存儲介質及固態(tài)硬盤。

背景技術

NVMe SSD使用多隊列技術完成高效的IO請求，SSD控制器中多隊列調度仲裁的方法一般有RR（Round Robin，循環(huán)調度）及Weighted Round Robin（WRR，加權循環(huán)調度)兩種。隨著上層業(yè)務對特定IO業(yè)務有越來越多優(yōu)先級的要求，RR仲裁機制已經(jīng)不能滿足帶有優(yōu)先級要求業(yè)務的需求，因此帶有權重的WRR及urgent class緊急隊列仲裁機制越來越會被廣泛地使用。但NVMe協(xié)議中提到的WRR及urgent技術本身存在一定缺陷，無法完全滿足市場的需求。

現(xiàn)有技術方案使用WRR隊列和urgent class隊列進行仲裁的具體技術方案如下：

1. 優(yōu)先級隊列可分urgent、high、medium及l(fā)ow幾種優(yōu)先級。WRR可以配置不同的權重，上層業(yè)務可以使用NVMe set feature命令來調整WRR各優(yōu)先級隊列的權重值，如圖1所示。

2. urgent class 隊列的優(yōu)先級最高，但由于使用過程中會存在將其他隊列餓死的問題，所以目前在實際業(yè)務中很少使用。

3. 根據(jù)NVMe spec描述，現(xiàn)有技術方案中，隊列優(yōu)先級創(chuàng)建后不能改變，如需改變只能刪除隊列再重新創(chuàng)建隊列。

綜上可見，現(xiàn)有WRR隊列和urgent class隊列仲裁的技術方案主要存在以下幾個方面的問題：

1. 傳統(tǒng)調度策略中urgent class 隊列的優(yōu)先級為最高，只要urgent 隊列中有命令存在就會被仲裁調度。所以如果當隊列中提交的命令較長時間處于非空狀態(tài)時，其他低優(yōu)先級隊列將會因得不到調度而出現(xiàn)餓死的情況，此時業(yè)務IO命令就會出現(xiàn)超時。NVMe協(xié)議中也明確指出，WRR及urgent隊列的調度需要使用者要非常小心，因為urgent很可能會將其他隊列餓死，這使得傳統(tǒng)的urgent 隊列調度策略目前比較難以在實際中使用。

2. 在實際工程應用中，業(yè)務可以通過調整WRR隊列間的權重比例獲取不同的服務效果。現(xiàn)有技術方案無法對urgent 隊列調整權重比例以獲取不同的服務效果，并且當請求服務數(shù)量過多時還可能就會導致餓死的問題。

3.優(yōu)先級隊列是在創(chuàng)建SQ(submission queue)時指定，如果要重新調整優(yōu)先級，則必須刪除原有SQ后再創(chuàng)建，即上層業(yè)務必須停止。對于需要在運行時調整優(yōu)先級的上層業(yè)務而言，刪除隊列再創(chuàng)建的方式并不靈活，也會大大降低可用性。

發(fā)明內容

鑒于上述問題，提出了本發(fā)明以便提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的任務隊列的仲裁管理方法、存儲介質及固態(tài)硬盤。

本發(fā)明的一個方面，提供了一種任務隊列的仲裁管理方法，所述方法包括：

判斷隊列優(yōu)先級為緊急的第一任務隊列是否為空；

若隊列優(yōu)先級為緊急的任務隊列非空，則優(yōu)先對所述第一任務隊列進行調度；

在對所述第一任務隊列進行調度過程中，監(jiān)測任務隊列的調度狀態(tài)是否滿足預設的優(yōu)先調度權釋放條件；