CN109086223B - 一种控制垃圾回收的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种控制垃圾回收的方法和装置，控制垃圾回收方法，包括：获取目标回收数据的预设权重；根据CPU利用率，确定回收权重阈值；获取已下发的目标回收数据的数目；根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。该方法，通过根据当前CPU的利用率，获取回收权重阈值，并比较回收总权重是与回收权重阈值的大小，实现对下发任务的数量的控制，进而能够减少对***的影响。

Description

一种控制垃圾回收的方法和装置
技术领域
本发明涉及全闪存储技术领域，尤其涉及一种控制垃圾回收的方法和装置。
背景技术
随着全闪存储技术的发展，垃圾回收的技术受到瞩目。垃圾回收(GarbageCollection，GC)是指回收存储器中长期不使用的内存空间以及废弃信息所占的内存空间。
由于全闪存储阵列软件配合固态硬盘(Solid State Drives，SSD)使用时具有以下特性：不能覆盖写的特性以及SSD盘写数据最小单位与擦除的最小单位不同的特性。因而，存储时需要采用的措施是：重定向写代替覆盖写以及通过垃圾回收来释放存储空间。
但是，垃圾回收时数据迁移和元数据修改会对存储阵列产生较多的数据请求，将消耗***的CPU、内存、硬盘等资源，进而对主机IO的性能和时延造成影响。
然而，为了缓解垃圾回收对***造成的压力，现有技术通常采用控制空间回收单元(extent)的并发量来控制垃圾回收对***造成的压力。但是，由于每个回收单元内需要迁移的个数是不定的，可以直接回收的个数也是不定的，所以就很容易造成压力波动，时而压力大，时而压力小，对主机的读写(Input Output，IO)造成较大的影响。
发明内容
为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本发明提供一种控制垃圾回收的方法和装置，通过控制正在执行的垃圾回收的实时总权重，能够稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：
本发明提供一种控制垃圾回收的方法，包括：
获取目标回收数据的预设权重；
根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
获取已下发的目标回收数据的数目；
根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；
若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
可选的，所述控制垃圾回收的方法，还包括：
若所述回收总权重小于所述回收权重阈值，则下发新的回收任务。
可选的，所述目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据。
可选的，当所述目标回收数据包括迁移数据和直接回收数据时，所述预设权重包括第一权重和第二权重，其中，所述第一权重为所述迁移数据的预设权重，所述第二权重为所述直接回收数据的预设权重；
所述数目包括第一数目和第二数目，其中，所述第一数目为所述迁移数据的数目，所述第二数目为所述直接回收数据的数目；
则，所述获取回收总权重，具体包括：
根据所述第一权重和所述第一数目的乘积，获取所述迁移数据的回收权重；
根据所述第二权重和所述第二数目的乘积，获取所述直接回收数据的回收权重；
根据所述迁移数据的回收权重和所述直接回收数据的回收权重，获取回收总权重。
可选的，所述第一权重大于所述第二权重。
可选的，所述目标回收数据来自同一个回收单元Extent。
可选的，所述目标回收数据来自不同的回收单元Extent。
本发明还提供一种控制垃圾回收的装置，包括：
第一获取单元，用于获取目标回收数据的预设权重；
确定单元，用于根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
第二获取单元，用于获取已下发的目标回收数据的数目；
第三获取单元，用于根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；
停止单元，用于若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
可选的，所述控制垃圾回收的装置，还包括：
下发单元，用于若所述回收总权重小于所述回收权重阈值，则下发新的回收任务。
可选的，所述目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点：
本申请提供的控制垃圾回收方法，包括：获取目标回收数据的预设权重；根据CPU利用率，确定回收权重阈值；获取已下发的目标回收数据的数目；根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。该方法，通过获取目标回收数据的预设权重，并根据当前CPU的利用率，获取回收权重阈值，再比较回收总权重是与回收权重阈值的大小，实现对下发任务的数量的控制，进而能够稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请实施例一提供的控制垃圾回收的方法的流程图；
图2为本申请实施例二提供的控制垃圾回收的方法的流程图；
图3为本申请实施例三提供的控制垃圾回收的装置的结构示意图。
具体实施方式
在介绍本申请具体实施方式之前，首先介绍一下描述本申请具体实施方式用到的技术术语。
迁移数据：垃圾回收时，需要通过数据迁移实现回收的内存数据。
直接回收数据：垃圾回收时，需要通过直接回收实现回收的内存数据。
回收单元Extent：存储空间分配的回收单元。
回收粒度Grain：用户进行数据存储时，使用的存储单位。
需要说明的是，每个Extent包括多个Grain，而且，每个Grain可以是迁移数据，也可以是直接回收数据。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
参见图1，该图为本申请实施例一提供的控制垃圾回收的方法的流程图。
本申请实施例提供的控制垃圾回收的方法，包括：
S101：获取目标回收数据的预设权重；
预设权重是预先设定的权重，且预设权重可以是根据实际应用情景预先进行设定的。
目标回收数据是指垃圾回收时需要回收的内存数据。目标回收数据可以包括迁移数据，也可以包括直接回收数据，还可以包括迁移数据和直接回收数据。
例如，预先设定目标回收数据的预设权重为2。
S102：根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
权重阈值是根据CPU的利用率进行确定的，其中，CPU的利用率越高，则回收权重阈值越小；CPU的利用率越低，则回收权重阈值越大。
例如，当CPU的利用率为70％时，回收权重阈值可以为100；当CPU的利用率为80％时，回收权重阈值可以为80。
为了提高回收权重阈值的准确性，回收权重阈值可以是实时获取的。
S103：获取已下发的目标回收数据的数目；
已下发的目标回收数据的数目是指已经下发的回收任务中未被回收的Grain的数目。
例如，存储器已经下发的回收任务包括100个Grain，其中，30个Grain已被回收，未回收70个Grain，此时，已下发的目标回收数据的数目为70。
需要说明的是，目标回收数据的数目可以是实时获取的。
S104：根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；
回收总权重是指将要完成的回收任务的总的权重。
作为示例，回收总权重的值可以是目标回收数据的预设权重与目标回收数据的数目的乘积。
例如，当回收数据的预设权重为2且目标回收数据的数目为70时，回收总权重可以为140。
S105：若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
作为示例，当回收总权重为140且回收权重阈值为139时，则停止下发新的回收任务。
本申请实施例提供的控制垃圾回收方法，包括：获取目标回收数据的预设权重；根据CPU利用率，确定回收权重阈值；获取已下发的目标回收数据的数目；根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。该方法，通过获取目标回收数据的预设权重，并根据当前CPU的利用率，获取回收权重阈值，再比较回收总权重是与回收权重阈值的大小，实现对下发任务的数量的控制，进而能够稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响。
基于以上实施例提供的动态调配负载的方法，为了进一步稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响，本申请实施例还提供了一种控制垃圾回收的方法。
实施例二：
实施例二是在实施例一的基础上改进得到的，因此，实施例二与实施例一的部分内容相似，为了简要起见，在此不再赘述。
由于目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据，为了便于理解和解释，实施例二将以目标回收数据包括迁移数据和直接回收数据为例进行说明。
参见图2，该图为本申请实施例二提供的控制垃圾回收的方法的流程图。
本申请实施例提供的控制垃圾回收的方法包括：
S201：获取迁移数据的第一权重和直接回收数据的第二权重。
第一权重是预先设定的权重，且第一权重可以是根据实际应用情景预先进行设定的。
第二权重是预先设定的权重，且第二权重可以是根据实际应用情景预先进行设定的。
由于迁移数据的回收时需要的时间以及对***产生的压力均大于直接回收数据回收时需要的时间以及对***产生的压力，因而，为了进一步稳定垃圾回收产生的压力，第一权重可以大于第二权重。例如，第一权重为5，第二权重为3。
S202与S102相同，在此不再赘述。
S203：获取已下发的迁移数据的第一数目和已下发的直接回收数据的第二数目。
已下发的迁移数据的第一数目是指已经下发的回收任务中未被回收的迁移数据Grain的数目。
已下发的直接回收数据的第二数目是指已经下发的回收任务中未被回收的直接回收数据Grain的数目。
例如，存储器已经下发的迁移数据Grain为30个且直接回收数据Grain为70个，其中，15个迁移数据Grain被回收且30个直接回收数据Grain被回收，此时，第一数目为15且第二数目为40。
需要说明的是：目标回收数据可以来自同一个回收单元Extent，还可以是来自不同的回收单元Extent。
当目标回收数据均来自同一个回收单元Extent时，则仅需要获取该Extent中已经下发的回收任务中未被回收的迁移数据Grain的数目作为第一数目，且需要获取该Extent中已经下发的回收任务中未被回收的直接回收数据Grain的数目作为第二数目。
当目标回收数据来自不同的回收单元Extent时，则需要获取所有Extent中已经下发的回收任务中未被回收的迁移数据Grain的数目作为第一数目，且需要获取所有Extent中已经下发的回收任务中未被回收的直接回收数据Grain的数目作为第二数目。
例如，当目标数据来自三个不同的回收单元Extent：第一Extent、第二Extent和第三Extent。其中，第一Extent中包括2个未被回收的迁移数据和12个未被回收的直接回收数据、第二Extent中包括5个未被回收的迁移数据和10个未被回收的直接回收数据以及第三Extent中包括8个未被回收的迁移数据和18个未被回收的直接回收数据，此时，第一数目为15且第二数目为40。
S204：根据所述第一权重和所述第一数目的乘积，获取所述迁移数据的回收权重。
迁移数据的回收权值是指将要回收的迁移数据的总的权重。
作为示例，迁移数据的回收权值可以是第一权重和第一数目的乘积。
例如，当第一权重为5且第一数目为15时，迁移数据的回收权值为75。
S205：根据所述第二权重和所述第二数目的乘积，获取所述直接回收数据的回收权重。
直接回收数据的回收权重是指将要回收的直接回收数据的总的权重。
作为示例，直接回收数据的回收权重可以是第二权重和第二数目的乘积。
例如，当第二权重为3且第二数目为40时，直接回收数据的回收权重为120。
S206：根据所述迁移数据的回收权重和所述直接回收数据的回收权重，获取回收总权重。
回收总权重是指将要完成的回收任务的总的权重。
由于回收任务包括回收迁移数据和回收直接回收数据，因而，回收总权重可以为迁移数据的回收权重和直接回收数据的回收权重的加和。
例如，当迁移数据的回收权值为75且直接回收数据的回收权重为120时，则回收总权重为195。
S207：判断所述回收总权重是否大于等于所述回收权重阈值。若是，则执行S208；若否，则执行S209。
比较回收总权重与回收权重阈值的大小，若回收总权重大于等于回收权重阈值，则停止下发新的回收任务；若回收总权重小于回收权重阈值，则下发新的回收任务。
例如，当回收总权重为195且回收权重阈值为200时，则继续下发新的回收任务；当回收总权重为195且回收权重阈值为193时，则停止下发新的回收任务。
S208：停止下发新的回收任务。
S209：下发新的回收任务。
需要下发新的回收任务的两种具体情况为：
第一种情况：目标回收数据的回收总权重小于权重阈值。
例如，当回收总权重为195且回收权重阈值为200时，则继续下发新的回收任务。
第二种情况：当一个迁移数据或直接回收数据完成回收后，使得回收总权重小于权重阈值，则下发新的回收任务。
例如，当回收总权重为195且回收权重阈值为193时，则停止下发新的回收任务。然后，当完成一个迁移数据的回收后，由于该迁移数据的权重为5，则当前回收总权重为190，此时，回收总权重190小于回收权重阈值193，则下发新的回收任务。
需要说明，回收任务是一次仅下发一个Grain，一次下发的回收任务可以是一个迁移数据Grain，还可以是一个直接回收数据Grain。
为了进一步稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响，在下发新的回收任务之前，还包括：
当新的回收任务为回收一个迁移数据时，则该迁移数据的权重与当前回收总权重的进行加和得到预估总权重，若预估总权重超过回收权重阈值，则停止下发新的回收任务；若预估总权重不超过回收权重阈值，则下发新的回收任务。
当新的回收任务为回收一个直接回收数据时，则该直接回收数据的权重与当前回收总权重的进行加和得到预估总权重，若预估总权重超过回收权重阈值，则停止下发新的回收任务；若预估总权重不超过回收权重阈值，则下发新的回收任务。
本申请实施例提供的控制垃圾回收的方法通过将迁移数据的第一权重设定为大于直接回收数据的第二权重，从而提高迁移数据对当前回收总权重的影响，使得回收总权重更好的反映当前垃圾回收的状态，然后，通过查询CPU利用率确定当前可以回收的回收权重阈值，并控制回收总权重小于回收权重阈值，从而实现控制回收任务的数量，进而进一步稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响。
基于以上实施例提供的一种控制垃圾回收的方法，本申请实施例还提供了一种控制垃圾回收的装置，下面结合附图进行详细说明。
实施例三：
参见图3，该图为本申请实施例三提供的控制垃圾回收的装置的结构示意图。
本申请实施例提供的控制垃圾回收的装置，包括：
第一获取单元301，用于获取目标回收数据的预设权重；
确定单元302，用于根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
第二获取单元303，用于获取已下发的目标回收数据的数目；
第三获取单元304，用于根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；
停止单元305，用于若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
为了提高垃圾回收的效率，所述控制垃圾回收的装置，还包括：
下发单元，用于若所述回收总权重小于所述回收权重阈值，则下发新的回收任务。
可选的，所述目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据。
本申请实施例提供的控制垃圾回收的装置包括第一获取单元301、确定单元302、第二获取单元303、第三获取单元304和停止单元305，该装置通过根据当前CPU的利用率，获取回收权重阈值，并比较回收总权重是与回收权重阈值的大小，实现对下发任务的数量的控制，进而能够减少对***的影响。
所述控制垃圾回收的装置包括处理器和存储器，上述第一获取单元301、确定单元302、第二获取单元303、第三获取单元304和停止单元305等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来控制正在执行的垃圾回收的实时总权重，能够稳定垃圾回收产生的压力并减少对***的影响。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
本发明实施例提供了一种存储介质，其上存储有程序，该程序被处理器执行时实现所述控制垃圾回收的方法。
本发明实施例提供了一种处理器，所述处理器用于运行程序，其中，所述程序运行时执行所述控制垃圾回收的方法。
本发明实施例提供了一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤：
获取目标回收数据的预设权重；
根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
获取已下发的目标回收数据的数目；
根据所述目标回收数据的预设权重和所述目标回收数据的数目，获取回收总权重；
若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
可选的，还包括：
若所述回收总权重小于所述回收权重阈值，则下发新的回收任务。
可选的，所述目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据。
可选的，当所述目标回收数据包括迁移数据和直接回收数据时，所述预设权重包括第一权重和第二权重，其中，所述第一权重为所述迁移数据的预设权重，所述第二权重为所述直接回收数据的预设权重；
所述数目包括第一数目和第二数目，其中，所述第一数目为所述迁移数据的数目，所述第二数目为所述直接回收数据的数目；
则，所述获取回收总权重，具体包括：
根据所述第一权重和所述第一数目的乘积，获取所述迁移数据的回收权重；
根据所述第二权重和所述第二数目的乘积，获取所述直接回收数据的回收权重；
根据所述迁移数据的回收权重和所述直接回收数据的回收权重，获取回收总权重。
可选的，所述第一权重大于所述第二权重。
可选的，所述目标回收数据来自同一个回收单元Extent。
可选的，所述目标回收数据来自不同的回收单元Extent。
本文中的设备可以是服务器、PC、PAD、手机等。应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种控制垃圾回收的方法，其特征在于，包括：
获取目标回收数据的预设权重；
根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
获取已下发的目标回收数据的数目；
根据所述目标回收数据的预设权重和所述已下发的目标回收数据的数目，获取回收总权重；
若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
若所述回收总权重小于所述回收权重阈值，则下发新的回收任务。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述目标回收数据包括迁移数据和直接回收数据时，所述预设权重包括第一权重和第二权重，其中，所述第一权重为所述迁移数据的预设权重，所述第二权重为所述直接回收数据的预设权重；
所述数目包括第一数目和第二数目，其中，所述第一数目为所述迁移数据的数目，所述第二数目为所述直接回收数据的数目；
则，所述获取回收总权重，具体包括：
根据所述第一权重和所述第一数目的乘积，获取所述迁移数据的回收权重；
根据所述第二权重和所述第二数目的乘积，获取所述直接回收数据的回收权重；
根据所述迁移数据的回收权重和所述直接回收数据的回收权重，获取回收总权重。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第一权重大于所述第二权重。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述目标回收数据来自同一个回收单元Extent。
7.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述目标回收数据来自不同的回收单元Extent。
8.一种控制垃圾回收的装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取目标回收数据的预设权重；
确定单元，用于根据CPU利用率，确定回收权重阈值；
第二获取单元，用于获取已下发的目标回收数据的数目；
第三获取单元，用于根据所述目标回收数据的预设权重和所述已下发的目标回收数据的数目，获取回收总权重；
停止单元，用于若所述回收总权重大于等于所述回收权重阈值，则停止下发新的回收任务。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述控制垃圾回收的装置，还包括：
下发单元，用于若所述回收总权重小于所述回收权重阈值，则下发新的回收任务。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述目标回收数据包括迁移数据和/或直接回收数据。
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