CN103136215A - 存储***的数据读写方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了存储***的数据读写方法和装置。其中,存储***的数据读写方法包括:A,识别客户端发送的请求为读请求还是写请求,如果是写请求,则执行步骤B,如果是读请求,则执行步骤C;B,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表;C,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信领域,特别涉及存储***的数据读写方法和装置。
背景技术
在数据通信领域中,存储***的读写性能至关重要。以存储***为固态硬盘为例描述现有存储***的读写方法:
所谓固态硬盘,其实质为用固态电子存储芯片阵列制成的硬盘,由控制单元和存储单元(该存储单元可通过动态随机存取存储器DRAM或FLASH芯片实现)两部分组成。其中,存储单元负责存储数据,而控制单元负责从存储单元存储的数据中读取数据、或者向存储单元写入数据。目前,固态硬盘由于具有速度快、耐用防震、无噪音、重量轻等优点而得到广泛应用。
目前,固态硬盘采用随机读和随机写的方式。其中,随机读相对于其他普通硬盘具有较大优势,但是,随机写则是固态硬盘的一个瓶颈,比如频繁的随机写会导致固态硬盘总体性能急剧下降。为了避免这种问题,一种较佳的方式就是减少写操作,定期批量处理写操作,比如,每天或每周只处理一次写操作。这种方式虽然规避了固态硬盘的随机写带来的问题,但是,会导致固态硬盘的数据不能实时更新,进而固态硬盘提供数据的实时性较差。
发明内容
本发明提供了存储***的数据读写方法和装置,以实现存储***的顺序写、随机读,避免由于对存储***随机写而带来的问题。
本发明提供的技术方案包括:
一种存储***的数据读写方法,包括:
A,识别客户端发送的请求为读请求还是写请求,如果是写请求,则执行步骤B,如果是读请求,则执行步骤C;
B,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表;
C,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。
一种存储***的数据写方法,包括:
A,接收客户端发送的写请求;
B,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表。
一种存储***的数据读写装置,包括:
识别单元,用于识别客户端发送的请求为读请求还是写请求;
写单元,用于在所述识别单元识别出写请求时,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表;
读单元,用于在所述识别单元识别出读请求时,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。
一种存储***的数据写装置,包括:
接收单元,用于接收客户端发送的写请求;
写单元,用于按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表。
由以上技术方案可以看出,本发明中,当接收到读请求时,依据索引表中该读请求携带的关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据,即实现了随机读,而当接收到写请求时,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据的位置对应写入索引表,即实现了顺序写,这避免由于对存储***随机写而带来的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的数据读写流程图;
图2为本发明实施例提供的数据写流程图;
图3为本发明提供的存储***更新流程图;
图4为本发明实施例提供的读写装置结构图;
图5为本发明实施例提供的写装置结构图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。
本发明中的存储***可为固态硬盘或者其他具有存储功能的***,其按照通用文件***比如ext3文件***存储数据。下面对本发明提供的存储***中数据读、写方法进行描述:
参见图1,图1为本发明实施例提供的数据读写流程图。如图1所示,该流程可包括以下步骤:
步骤101,识别客户端发送的请求为读请求还是写请求,如果是写请求,则执行步骤102,如果是读请求,则执行步骤103。
本步骤101可通过对应的通讯接口接收客户端发送的请求,而该通讯接口可以采用目前的网络通讯方式,比如TCP方式、UDP方式等,本发明并不具体限定。
步骤102,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字(Key)和所述数据写入的位置对应写入索引表。结束当前流程。
步骤103,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。结束当前流程。
需要说明说明的是,在图1所示的流程中,读请求或写请求携带的关键字可为客户端的标识,比如即时通信账号等,本发明并不具体限定。
另外,在图1所示的流程中,索引表中的数据位置可包括文件标识、数据在具有该文件标识的文件中的位置信息比如起始位置等,本发明并不具体限定。以数据位置包括文件标识、数据在具有该文件标识的文件中的位置信息比如起始位置等为例,则在上述步骤103中,在索引表中得到该读请求携带的关键字对应的数据位置。该数据位置包括数据所在的文件标识比如data-filename,以及数据在该data-filename文件的起始位置data-position,通常,数据中都有一个数据头,该数据头中包含该数据的长度L,基于此,步骤103中,就需要先打开data-filename文件并从该data-filename文件中data-position开始读取长度为L的数据。
至此,完成图1所示的数据读写流程描述。
下面对本发明提供的数据写流程进行描述:
首先通过图2对本发明提供的数据写流程进行简单描述。
参见图2,图2为本发明实施例提供的数据写流程图。如图2所示,该流程可包括:
步骤201,接收客户端发送的写请求。
本步骤201可通过对应的通讯接口接收客户端发送的写请求,而该通讯接口可以采用目前的网络通讯方式,比如TCP方式、UDP方式等,本发明并不具体限定。
步骤202,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表。
其中,写请求携带的关键字可为客户端的标识,比如即时通信账号等,其与该写请求要写入的数据对应。
其中,步骤202具体实现时可包括:判断所述索引表是否包含所述写请求携带的关键字,如果否,按照顺序写的方式在当前数据文件写入所述写请求要写入的数据(即写请求的覆盖,也称为全量修改),并将所述写请求携带的关键字和该数据写入的位置对应写入已建立的索引表,如果是,读取所述关键字对应的数据位置上的数据,并按照顺序写的方式将该读取的数据、以及所述写请求要写入的数据写入当前数据文件(称为增量修改),更新所述索引表中所述关键字对应的数据位置为所述读取的数据、以及所述写请求要写入的数据当前写入的位置。
另外,图2所示的流程中,按照顺序写的方式将数据写入当前数据文件包括:按照顺序写的方式向当前数据文件写入数据;如果数据写入过程中当前数据文件中的数据达到设定容量,则切换当前数据文件为历史数据文件,并创建新文件作为当前数据文件,按照顺序写的方式将剩下的数据写入该当前数据文件。具体实现时可建立一个写指针,每次该写指针都指向当前数据文件中最后一个数据的位置的下一位置,如此,在执行写数据时,按照顺序写的方式从该写指针指向的位置开始向当前数据文件写入数据;如果数据写入过程中当前数据文件中的数据达到设定容量,则切换当前数据文件为历史数据文件,并创建新文件作为当前数据文件,按照顺序写的方式将剩下的数据写入该当前数据文件,将写指针指向当前数据文件中最后一个数据的位置的下一位置。
至此,完成图2所示的流程。
从图1和图2所示的流程可以看出,本发明中,存储***的读方法为随机读,写方法为顺序写,这样避免了随机写,能充分发挥存储***比如固态硬盘的优势,提高存储***的写效率。
另外,从图2所示的流程可以看出,本发明中,存储***是通过组织多个数据文件来保存客户端写入的所有数据。为使存储***的资源有效利用,就需要定期对存储***中的数据文件更新,具体包括图3所示的流程。
参见图3,图3为本发明提供的存储***更新流程图。如图3所示,该流程可包括:
步骤301,针对每一历史数据文件,从该历史数据文件中确定出无用数据。
其中,步骤301具体实现时可包括:遍历所述历史数据文件中的每一数据块,所述数据块为所述历史数据文件允许向其写入数据的数据单位,利用该数据块对应的关键字反查所述索引表,如果所述索引表中该关键字对应的数据位置不为该数据块在所述历史数据文件中的位置,则确定该数据块为无用数据。
步骤302,判断该确定出的无用数据在该历史数据文件的所有数据中占有的比例是否达到设定值,如果是,则回收该历史数据文件。
其中,回收历史数据文件具体实现时可包括:将所述历史数据文件中的除无用数据之外的数据作为有效数据;将所述有效数据通过写命令进行刷新:按照顺序写的方式写入当前数据文件,并更新所述索引表中所述有效数据对应的关键字所对应的数据位置为当前数据文件写入的位置;回收所述历史数据文件。这里,回收历史数据文件也即删除该历史数据文件,之后该被删除的历史数据文件所占用的空间可被重新利用。
至此,完成图3所示的流程。
以上对本发明提供的方法进行了分析,下面对本发明提供的装置进行分析。
参见图4,图4为本发明实施例提供的读写装置结构图。如图4所示,该装置包括:
识别单元,用于识别客户端发送的请求为读请求还是写请求;
写单元,用于在所述识别单元识别出写请求时,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表;
读单元,用于在所述识别单元识别出读请求时,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。
相应地,本发明还提供了存储***的数据写装置,具体如图5所示。参见图5,图5为本发明实施例提供的写装置结构图。如图5所示,该装置可包括:
接收单元,用于接收客户端发送的写请求;
写单元,用于按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据的位置对应写入索引表。
在图4或图5中的写单元按照顺序写的方式将数据写入当前数据文件包括:
按照顺序写的方式向当前数据文件写入数据;
如果数据写入过程中当前数据文件中的数据达到设定容量,则切换当前数据文件为历史数据文件,并创建新文件作为当前数据文件,按照顺序写的方式将剩下的数据写入该当前数据文件。
另外,在图4或图5中的写单元,具体实现时可包括:
判断子单元,用于判断所述索引表是否包含所述写请求携带的关键字;
第一写入子单元,用于在所述判断子单元的判断结果为否时,按照顺序写的方式在当前数据文件写入所述写请求要写入的数据,并将所述写请求携带的关键字和该数据的位置对应写入已建立的索引表;
第二写入子单元,用于在所述判断子单元的判断结果为是时,读取所述关键字对应的数据位置上的数据,并按照顺序写的方式将该读取的数据、以及所述写请求要写入的数据写入当前数据文件,更新所述索引表中所述关键字对应的数据位置为所述读取的数据、以及所述写请求要写入的数据当前写入的位置。
优选地,本发明中,为提高存储***的空间利用率,图4或图5所示的装置进一步包括:
回收判断单元,用于针对每一历史数据文件,从该历史数据文件中确定出无用数据,判断该确定出的无用数据在该历史数据文件的所有数据中占有的比例是否达到设定值;
回收单元,用于在所述回收判断单元的判断结果为是时,回收该历史数据文件。
其中,所述回收判断单元遍历所述历史数据文件中的每一数据块,所述数据块为所述历史数据文件允许向其写入数据的数据单位,利用该数据块对应的关键字反查所述索引表,如果所述索引表中该关键字对应的数据位置不为该数据块在所述历史数据文件中的位置,则确定该数据块为无用数据。
所述回收单元将所述历史数据文件中的除无用数据之外的数据作为有效数据,将所述有效数据按照顺序写的方式写入当前数据文件,并更新所述索引表中所述有效数据对应的关键字所对应的数据位置为当前数据文件写入的位置,回收所述历史数据文件。
至此,完成本发明提供的装置结构描述。
由以上技术方案可以看出,本发明中,当接收到读请求时,依据索引表中该读请求携带的关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据,即实现了随机读,而当接收到写请求时,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据的位置对应写入索引表,即实现了顺序写,这避免由于对存储***随机写而带来的问题。
进一步地,本发明中,通过定期对存储***中的数据文件采用上述图3所示的流程进行回收,能够提高存储***的空间利用率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明保护的范围之内。
Claims (15)
1.一种存储***的数据读写方法,其特征在于,该方法包括:
A,识别客户端发送的请求为读请求还是写请求,如果是写请求,则执行步骤B,如果是读请求,则执行步骤C;
B,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表;
C,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述关键字对应的数据位置包括:文件标识、数据在具有该文件标识的文件中的位置信息。
3.一种存储***的数据写方法,其特征在于,该方法包括:
A,接收客户端发送的写请求;
B,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表。
4.根据权利要求1或3所述的方法,其特征在于,步骤B包括:
判断所述索引表是否包含所述写请求携带的关键字,如果否,按照顺序写的方式在当前数据文件写入所述写请求要写入的数据,并将所述写请求携带的关键字和该数据写入的位置对应写入已建立的索引表,如果是,读取所述关键字对应的数据位置上的数据,并按照顺序写的方式将该读取的数据、以及所述写请求要写入的数据写入当前数据文件,更新所述索引表中所述关键字对应的数据位置为所述读取的数据、以及所述写请求要写入的数据当前写入的位置。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,按照顺序写的方式将数据写入当前数据文件包括:
按照顺序写的方式向当前数据文件写入数据;
如果数据写入过程中当前数据文件中的数据达到设定容量,则切换当前数据文件为历史数据文件,并创建新文件作为当前数据文件,按照顺序写的方式将剩下的数据写入该当前数据文件。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,该方法进一步包括:
针对每一历史数据文件,从该历史数据文件中确定出无用数据;
判断该确定出的无用数据在该历史数据文件的所有数据中占有的比例是否达到设定值,如果是,则回收该历史数据文件。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述从历史数据文件中确定出无用数据包括:
遍历所述历史数据文件中的每一数据块,所述数据块为所述历史数据文件允许向其写入数据的数据单位,利用该数据块对应的关键字反查所述索引表,如果所述索引表中该关键字对应的数据位置不为该数据块在所述历史数据文件中的位置,则确定该数据块为无用数据。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述回收历史数据文件包括:
将所述历史数据文件中的除无用数据之外的数据作为有效数据;
将所述有效数据按照顺序写的方式写入当前数据文件,并更新所述索引表中所述有效数据对应的关键字所对应的数据位置为当前数据文件写入的位置;
回收所述历史数据文件。
9.一种存储***的数据读写装置,其特征在于,该装置包括:
识别单元,用于识别客户端发送的请求为读请求还是写请求;
写单元,用于在所述识别单元识别出写请求时,按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表;
读单元,用于在所述识别单元识别出读请求时,判断已建立的索引表中是否包含该读请求携带的关键字,如果是,依据所述索引表中该关键字对应的数据位置在存储***中读取该数据位置上的数据。
10.一种存储***的数据写装置,其特征在于,该装置包括:
接收单元,用于接收客户端发送的写请求;
写单元,用于按照顺序写的方式将所述写请求要写入的数据写入至当前数据文件,并将所述写请求携带的关键字和所述数据写入的位置对应写入索引表。
11.根据权利要求9或10所述的装置,其特征在于,所述写单元包括:
判断子单元,用于判断所述索引表是否包含所述写请求携带的关键字;
第一写入子单元,用于在所述判断子单元的判断结果为否时,按照顺序写的方式在当前数据文件写入所述写请求要写入的数据,并将所述写请求携带的关键字和该数据的位置对应写入已建立的索引表;
第二写入子单元,用于在所述判断子单元的判断结果为是时,读取所述关键字对应的数据位置上的数据,并按照顺序写的方式将该读取的数据、以及所述写请求要写入的数据写入当前数据文件,更新所述索引表中所述关键字对应的数据位置为所述读取的数据、以及所述写请求要写入的数据当前写入的位置。
12.根据权利要求9或10所述的装置,其特征在于,所述写单元按照顺序写的方式将数据写入当前数据文件包括:
按照顺序写的方式向当前数据文件写入数据;
如果数据写入过程中当前数据文件中的数据达到设定容量,则切换当前数据文件为历史数据文件,并创建新文件作为当前数据文件,按照顺序写的方式将剩下的数据写入该当前数据文件。
13.根据权利要求12所述的装置,其特征在于,该装置进一步包括:
回收判断单元,用于针对每一历史数据文件,从该历史数据文件中确定出无用数据,判断该确定出的无用数据在该历史数据文件的所有数据中占有的比例是否达到设定值;
回收单元,用于在所述回收判断单元的判断结果为是时,回收该历史数据文件。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述回收判断单元遍历所述历史数据文件中的每一数据块,所述数据块为所述历史数据文件允许向其写入数据的数据单位,利用该数据块对应的关键字反查所述索引表,如果所述索引表中该关键字对应的数据位置不为该数据块在所述历史数据文件中的位置,则确定该数据块为无用数据。
15.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述回收单元将所述历史数据文件中的除无用数据之外的数据作为有效数据,将所述有效数据按照顺序写的方式写入当前数据文件,并更新所述索引表中所述有效数据对应的关键字所对应的数据位置为当前数据文件写入的位置,回收所述历史数据文件。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130605 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |