CN109491620B - 存储数据重写方法、装置、服务器及存储介质 - Google Patents

存储数据重写方法、装置、服务器及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种存储数据重写方法、装置、服务器及存储介质。该方法包括：将存储数据缓存于缓存数据表中；根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。通过将存储数据缓存值缓存数据表中，从缓存数据表中查询得到未重写数据，并与重写数据进行组合，进行编码得到新的校验块数据，并重新将组合数据和校验块数据存储至内存，而不需要从存储内存中读取未重写数据，降低了I/O操作的工作量，提高了处理效率。

Description

存储数据重写方法、装置、服务器及存储介质
技术领域
本发明实施例涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种存储数据重写方法、装置、服务器及存储介质。
背景技术
纠删码(erasure coding，EC)是一种存储数据保护方法，它将存储数据分割成片段，把存储数据进行编码，并将其存储在不同的位置，比如磁盘、存储节点或者其它地理位置。其基本思想是将存储数据分为n块存储数据，通过编码，得到m块校验块。对于这n+m块的数据块，当其中任意的原始数据块和/或校验块出错时，均可以通过解码算法恢复出原来的n块数据。基于纠删码的方法磁盘利用率为n/(n+m)，具有冗余度低、磁盘利用率高等优点。
若存储数据需要修改重写，但是一次写操作的偏移和长度没有对齐EC组，就需要部分更新EC组，将此类操作称为部分写。目前部分写的处理方法为将不需要更新的数据块读出来，跟新数据组合在一起，然后再整体编码并写入。但是这种方法增加了***I/O操作的工作量，降低了处理效率。
发明内容
本发明实施例提供一种存储数据重写方法、装置、服务器及存储介质，以减少存储数据重写的I/O工作量，提高处理效率。
第一方面，本发明实施例提供了一种存储数据重写方法，该方法包括：
将存储数据缓存于缓存数据表中；
根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。
第二方面，本发明实施例还提供了一种存储数据重写装置，该装置包括：
缓存模块，用于将存储数据缓存于缓存数据表中；
范围获取模块，用于根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
查找模块，用于根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
组合模块，用于将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。
第三方面，本发明实施例还提供了一种服务器，该服务器包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例中的任一种存储数据重写方法。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例中的任一种存储数据重写方法。
本发明实施例通过将存储数据缓存至缓存数据表中，从缓存数据表中查询得到未重写数据，并与重写数据进行组合，重新编码存储至内存，而不需要从存储内存中读取未重写数据，降低了I/O操作的工作量，提高了处理效率。
附图说明
图1是本发明实施例一中的一种存储数据重写方法的流程图；
图2a是本发明实施例二中的一种存储数据重写方法的具体实现示意图；
图2b是本发明实施例二中的一种存储数据重写方法的具体实现示意图；
图3是本发明实施例三中的一种存储数据重写装置的结构示意图；
图4是本发明实施例四中的一种服务器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一中的一种存储数据重写方法的流程图。本实施例提供的存储数据重写方法可适用于对存储数据进行修改重新写入的情况，该方法可以由存储数据重写装置来执行，该装置可以由软件和/或硬件的方式实现，该装置可以集成在服务器中。参见图1，本实施的方法具体包括如下步骤：
S110、将存储数据缓存于缓存数据表中。
具体的，将存储数据存储入内存中，同时将存储数据缓存于缓存数据表中。
可选的，将存储数据缓存于缓存数据表中，包括：将存储数据根据纠删算法进行分组和编码，根据存储数据的起始存储地址存储至内存中，并存储编码得到的校验块数据；将根据纠删算法进行分组的存储数据，根据所述起始存储地址缓存于缓存数据表中；根据存储数据的起始存储地址和长度得到存储数据的存储地址范围。具体的，将存储数据根据纠删算法进行分组，得到EC组，以便后续对每组存储数据进行编码处理。根据纠删算法对每组存储数据进行编码，得到每组存储数据的校验块数据。通过就纠删算法进行编码能够在存储数据块和/或校验块数据丢失的情况下通过解码还原出原始存储数据。将经过纠删分组和编码的存储数据和对应的校验块按照其实存储地址存储入内存中。将根据纠删算法进行分组的存储数据缓，根据起始存储地址存储于缓存数据表中，以便于后续通过缓存数据表调取数据。根据存储数据的起始存储地址和长度计算出存储数据的存储地址范围，以便于后续确定重写数据的存储数据范围。
可选的，还包括，根据存储数据实时更新缓存数据表。为了节省内存，减少内存不必要的占用，可以在存储数据进行存储更新的同时，更新缓存数据表。可选的，基于LRU(Least Recently Used，最近最少使用)算法，对缓存数据表进行更新，即将最近时间内最少使用的缓存数据从缓存数据中清除，以节省存储空间，提高处理效率。
S120、根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围。
具体的，当存储数据中存在数据改变时，需要重新写入数据。但是重写部分的数据的偏移和长度并不一定会和EC组数据对齐，只是写入了部分数据，因此，根据重写数据的起始地址定位到EC组数据的位置，并根据重写数据的长度和位置得到未重写数据的存储范围。
可选的，根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围，包括：根据重写数据的起始存储地址和长度，确定重写数据的存储地址范围；根据存储数据的存储地址范围和所述重写数据的存储地址范围，确定未重写数据的存储地址范围。具体的，根据重写数据的起始存储地址得到重写数据在存储数据中的存储地址定位，根据地址定位和重写数据的长度得到重写数据的存储地址范围。根据存储数据的存储地址范围和重写数据的存储地址范围，进一步得到未重写数据的存储地址范围。
S130、根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据。
根据未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找与未重写数据存储地址范围相对应的数据作为未重写数据，并从缓存数据表中提取出来便于后续应用。
S140、将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。
可选的，将重写数据和未重写数据组合，存储至内存，包括：根据重写数据的存储地址和长度，以及未重写数据的存储地址和长度将重写数据和未重写数据进行组合；根据纠删算法对组合数据进行编码，得到重写校验块数据，将组合数据和重写校验块数据存储至内存。示例性的，将重写数据和未重写数据根据存储地址和长度进行组合，得到新的存储数据，将新的存储数据根据纠删算法进行分组，并编码得到新存储数据对应的校验块数据，将新存储数据编码得到的数据和校验块数据根据原存储数据的存储地址存储入内存中。
本实施例的技术方案，将存储数据缓存于缓存数据表中；根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。通过从缓存数据表中查询得到未重写数据，并与重写数据进行组合，进行编码得到新的校验块数据，并重新将组合数据和校验块数据存储至内存，而不需要从存储内存中读取未重写数据，降低了I/O操作的工作量，提高了处理效率。
实施例二
图2a和图2b是本发明实施例二中的一种存储数据重写方法的具体实现示意图。本实施例为上述实施例中存储数据重写方法的具体实现流程，未在本实施例中详细描述的细节详见上述实施例。参见图2a和图2b，本实施例提供的存储数据重写方法包括：
将存储数据，记为Object，根据存储数据大小进行纠删分组，得到EC组，例如存储数据大小为4M，将其分为1024个EC组，每个组用stripe表示，即stripe1-stripe1024。每组存储数据大小为4K，并将个EC组分为4块，每一块存储数据大小为1K。设定纠删比例为K:M＝4:2，其中K代表就删数据块的个数，M代表纠删编码后得到的校验数据块的个数。将每个EC组中四个存储数据块对应的检验块数据记为a，b，如图2a所示。将EC分组的存储数据和校验块数据按照存储地址存储至内存中，并将EC分组的存储数据按照存储地址缓存于缓存数据表中。
当存储数据的内容发生变化需要重新写入时，往往重写数据与EC组的数据块并不对齐。如图2b所示，对应于EC组中stripe1和stripe2的非阴影部分为需要重写的数据，两个阴影部分为不需要重写的数据，记为A，B。此时，重写数据的起始存储地址和长度已知，根据重写数据的起始存储地址和长度得到存储地址范围，在根据重写数据的存储地址范围和存储数据的存储地址范围得到未重写数据A和B的存储地址范围。根据未重写数据A和B的存储地址范围从缓存数据表中查找得到对应的未重写数据记为A’和B’，将A’和B’和重写数据按照存储地址进行组合得到新的EC组stripe1’和stripe2’。对新的EC组的stripe1’和stripe2’根据纠删算法进行编码，得到新的校验块数据a1’b1’和a2’b2’，将stripe1’和stripe2’按照原存储数据的存储地址存储入内存中，并将对应的检验块数据a1’b1’和a2’b2’存入相应校验块数据的内存位置，完成存储数据重写的操作。
本实施例的技术方案，通过将存储数据缓存值缓存数据表中，从缓存数据表中查询得到未重写数据，并与重写数据进行组合，进行编码得到新的校验块数据，并重新将组合数据和校验块数据存储至内存，而不需要从存储内存中读取未重写数据，降低了I/O操作的工作量，提高了处理效率。
实施例三
图3是本发明实施例三中的一种存储数据重写装置的结构示意图。本实施例提供一种存储数据重写装置，参见图3，该装置具体包括：
缓存模块310，用于将存储数据缓存于缓存数据表中；
范围获取模块320，用于根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
查找模块330，用于根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
组合模块340，用于将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。
可选的，所述缓存模块310包括：
编码单元，用于将存储数据根据纠删算法进行分组和编码，根据存储数据的起始存储地址存储至内存中，并存储编码得到的校验块数据；
数据缓存单元，用于将根据纠删算法进行分组的存储数据，根据所述起始存储地址缓存于缓存数据表中；
地址范围获取单元，用于根据存储数据的起始存储地址和长度得到存储数据的存储地址范围。
可选的，所述范围获取模块320包括：
第一确定单元，用于根据重写数据的起始存储地址和长度，确定重写数据的存储地址范围；
第二确定单元，用于根据存储数据的存储地址范围和所述重写数据的存储地址范围，确定未重写数据的存储地址范围。
可选的，所述组合模块340具体用于：根据重写数据的存储地址和长度，以及未重写数据的存储地址和长度将重写数据和未重写数据进行组合；根据纠删算法对组合数据进行编码，得到重写校验块数据，将组合数据和重写校验块数据存储至内存。
可选的，还包括：更新模块，用于根据存储数据实时更新缓存数据表。
本实施例的技术方案，通过缓存模块将存储数据缓存于缓存数据表中；范围获取模块根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；查找模块根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；组合模块将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。从缓存数据表中查询得到未重写数据，并与重写数据进行组合，重新编码存储至内存，而不需要从存储内存中读取未重写数据，降低了I/O操作的工作量，提高了处理效率。
实施例四
图4是本发明实施例四提供的一种服务器结构示意图。图4示出了适于用来实现本发明实施方式的示例***器412的框图。图4显示的服务器412仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，服务器412以通用计算设备的形式表现。服务器412的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元416，***存储器428，连接不同***组件(包括***存储器428和处理单元416)的总线418。
总线418表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储器总线或者存储器控制器，***总线，图形加速端口，处理器或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线，微通道体系结构(MAC)总线，增强型ISA总线、视频电子标准协会(VESA)局域总线以及***组件互连(PCI)总线。
服务器412典型地包括多种计算机***可读介质。这些介质可以是任何能够被服务器412访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。
***存储器428可以包括易失性存储器形式的计算机***可读介质，例如随机存取存储器(RAM)430和/或高速缓存存储器432。服务器412可以进一步包括其它可移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机***存储介质。仅作为举例，存储***434可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(图4未显示，通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图4中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(例如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM,DVD-ROM或者其它光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质接口与总线418相连。存储器428可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块，这些程序模块被配置以执行本发明各实施例的功能。
具有一组(至少一个)程序模块442的程序/实用工具440，可以存储在例如存储器428中，这样的程序模块442包括但不限于操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块442通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。
服务器412也可以与一个或多个外部设备414(例如键盘、指向设备、显示器424等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该服务器412交互的设备通信，和/或与使得该服务器412能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口422进行。并且，服务器412还可以通过网络适配器420与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器420通过总线418与服务器412的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合服务器412使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。
处理单元416通过运行存储在***存储器428中的多个程序中其他程序的至少一个，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的一种存储数据重写方法，包括：
将存储数据缓存于缓存数据表中；
根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。
实施例五
本发明实施例五还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种存储数据重写方法，包括：
将存储数据缓存于缓存数据表中；
根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
将重写数据和未重写数据组合，存储至内存。
本发明实施例的计算机存储介质，可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (5)

1.一种存储数据重写方法，其特征在于，所述方法包括：
将存储数据缓存于缓存数据表中；
根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
将重写数据和未重写数据组合，存储至内存；
其中，将存储数据缓存于缓存数据表中，包括：将存储数据根据纠删算法进行分组和编码，根据存储数据的起始存储地址存储至内存中，并存储编码得到的校验块数据；将根据纠删算法进行分组的存储数据，根据所述起始存储地址缓存于缓存数据表中；根据存储数据的起始存储地址和长度得到存储数据的存储地址范围；
根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围，包括：根据重写数据的起始存储地址和长度，确定重写数据的存储地址范围；根据存储数据的存储地址范围和所述重写数据的存储地址范围，确定未重写数据的存储地址范围；
将重写数据和未重写数据组合，存储至内存，包括：根据重写数据的存储地址和长度，以及未重写数据的存储地址和长度将重写数据和未重写数据进行组合；根据纠删算法对组合数据进行编码，得到重写校验块数据，将组合数据和重写校验块数据存储至内存。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据存储数据实时更新缓存数据表。
3.一种存储数据重写装置，其特征在于，包括：
缓存模块，用于将存储数据缓存于缓存数据表中；
范围获取模块，用于根据重写数据的起始存储地址和长度，得到未重写数据的存储地址范围；
查找模块，用于根据所述未重写数据的存储地址范围，从缓存数据表中查找未重写数据；
组合模块，用于将重写数据和未重写数据组合，存储至内存；
其中，所述缓存模块，具体用于：将存储数据根据纠删算法进行分组和编码，根据存储数据的起始存储地址存储至内存中，并存储编码得到的校验块数据；将根据纠删算法进行分组的存储数据，根据所述起始存储地址缓存于缓存数据表中；根据存储数据的起始存储地址和长度得到存储数据的存储地址范围；
所述范围获取模块，具体用于：根据重写数据的起始存储地址和长度，确定重写数据的存储地址范围；根据存储数据的存储地址范围和所述重写数据的存储地址范围，确定未重写数据的存储地址范围；
所述组合模块，具体用于：根据重写数据的存储地址和长度，以及未重写数据的存储地址和长度将重写数据和未重写数据进行组合；根据纠删算法对组合数据进行编码，得到重写校验块数据，将组合数据和重写校验块数据存储至内存。
4.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括：
一个或多个处理器；
存储器，用于存储一个或多个程序；
当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1或2所述的一种存储数据重写方法。
5.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1或2所的一种存储数据重写方法。
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