CN111240591A - 一种存储设备的操作请求处理方法及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种存储设备的操作请求处理方法，包括：当接收到操作请求时，判断所述操作请求是否为写操作请求；若是，则获取所述写操作请求的操作信息，处理所述写操作请求；当所述写操作请求处理完成时，根据所述操作信息将所述写操作请求的内容写入缓存中，以便当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据。通过在执行写操作结束时将写入的内容保存至缓存一份，以便读取数据时直接从缓存中读取提高数据读取的效率，降低数据读取时延。本申请还公开了一种存储设备的操作请求处理装置、服务器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种存储设备的操作请求处理方法及相关装置
技术领域
本申请涉及存储技术领域，特别涉及一种存储设备的操作请求处理方法、操作请求处理装置、服务器以及计算机可读存储介质。
背景技术
随着信息技术的不断发展，以及信息化改造的不断演进，网络和云计算已经和日常场景关联密切，使得信息数据以几何指数方式增长。因此，现有信息技术对存储设备的性能提出了很高的要求。PB级的海量数据存储在设备后端，数据精准查询变的非常耗时也非常的困难，因为传统的方案就是要遍历数据或者查询表格方式，降低了查询速度以及效率，降低用户体验。
现有技术中，在对象存储场景下使用传统的数据查询方案。数据通过客户端写入集群磁盘中，客户端读写则是按照集群的Crush算法算出数据的存储OSD，然后才能从磁盘进行读写操作。该技术方案中实现的存储单元都是在机械盘中，因此非常受限于机械盘的转速、带宽、时延大等的性能指标，导致提取数据时，读取速度较低，时延较高，影响用户体验。
如何提高从OSD中读取数据的效率和速度是本领域技术人员关注的重点问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种存储设备的操作请求处理方法、操作请求处理装置、服务器以及计算机可读存储介质，通过在执行写操作结束时将写入的内容保存至缓存一份，以便读取数据时直接从缓存中读取提高数据读取的效率，降低数据读取时延。
为解决上述技术问题，本申请提供一种存储设备的操作请求处理方法，包括：
当接收到操作请求时，判断所述操作请求是否为写操作请求；
若是，则获取所述写操作请求的操作信息，处理所述写操作请求；
当所述写操作请求处理完成时，根据所述操作信息将所述写操作请求的内容写入缓存中，以便当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据。
可选的，还包括：
当所述操作请求为读操作请求时，执行所述读操作请求得到读操作结果。
可选的，当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据，包括：
当接收到读操作请求时，判断所述读操作请求的信息是否与所述操作信息匹配；
若是，则根据所述操作信息从所述缓存中读取所述目标数据，并将所述目标数据作为读操作结果。
可选的，还包括：
当所述读操作请求的信息与所述操作信息不匹配时，根据所述读操作请求对存储***进行数据读取，得到读操作结果。
本申请还提供一种存储设备的操作请求处理装置，包括：
操作请求判断模块，用于当接收到操作请求时，判断所述操作请求是否为写操作请求；
写操作执行模块，用于当所述操作请求为写操作请求时，获取所述写操作请求的操作信息，处理所述写操作请求；
缓存备份模块，用于当所述写操作请求处理完成时，根据所述操作信息将所述写操作请求的内容写入缓存中，以便执行缓存读取模块；其中，所述缓存读取模块，用于当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据。
可选的，还包括：
读操作执行模块，用于当所述操作请求为读操作请求时，执行所述读操作请求得到读操作结果。
可选的，所述缓存读取模块，包括：
读操作匹配判断单元，用于当接收到读操作请求时，判断所述读操作请求的信息是否与所述操作信息匹配；
缓存读取单元，用于当所述读操作请求的信息与所述操作信息匹配时，根据所述操作信息从所述缓存中读取所述目标数据，并将所述目标数据作为读操作结果。
可选的，所述缓存读取模块，还包括：
后端读取单元，用于当所述读操作请求的信息与所述操作信息不匹配时，根据所述读操作请求对存储***进行数据读取，得到读操作结果。
本申请还提供一种服务器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上所述的操作请求处理方法的步骤。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的操作请求处理方法的步骤。
本申请所提供的一种存储设备的操作请求处理方法，包括：当接收到操作请求时，判断所述操作请求是否为写操作请求；若是，则获取所述写操作请求的操作信息，处理所述写操作请求；当所述写操作请求处理完成时，根据所述操作信息将所述写操作请求的内容写入缓存中，以便当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据。
通过在当接收到操作请求时判断是否为写操作请求，当是写操作请求时，对其进行处理并在处理完成时，将写操作请求的内容备份至缓存中，以便在获取到读操作请求时，从缓存中返回备份的目标数据，而不是从后端的存储介质中获取该目标数据，由于缓存的读取数据的速度大于后端存储设备，有效的提高了数据读取的效率，降低了读操作请求的处理时延。
本申请还提供一种存储设备的操作请求处理装置、服务器以及计算机可读存储介质，具有以上有益效果，在此不做赘述。
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的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种存储设备的操作请求处理方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的一种存储设备的操作请求处理装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请的核心是提供一种存储设备的操作请求处理方法、操作请求处理装置、服务器以及计算机可读存储介质，通过在执行写操作结束时将写入的内容保存至缓存一份，以便读取数据时直接从缓存中读取提高数据读取的效率，降低数据读取时延。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
现有技术中，在对象存储场景下使用传统的数据查询方案。数据通过客户端写入集群磁盘中，客户端读写则是按照集群的Crush算法算出数据的存储OSD，然后才能从磁盘进行读写操作。该技术方案中实现的存储单元都是在机械盘中，因此非常受限于机械盘的转速、带宽、时延大等的性能指标，导致提取数据时，读取速度较低，时延较高，影响用户体验。
因此，本申请提供一种存储设备的操作请求处理方法，通过在当接收到操作请求时判断是否为写操作请求，当是写操作请求时，对其进行处理并在处理完成时，将写操作请求的内容备份至缓存中，以便在获取到读操作请求时，从缓存中返回备份的目标数据，而不是从后端的存储介质中获取该目标数据，由于缓存的读取数据的速度大于后端存储设备，有效的提高了数据读取的效率，降低了读操作请求的处理时延。
以下通过一个实施例，对本申请提供的一种存储设备的操作请求处理方法进行说明。
请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种存储设备的操作请求处理方法的流程图。
本实施例中，该方法可以包括：
S101，当接收到操作请求时，判断操作请求是否为写操作请求；若是，则执行S012；若否，则执行S104；
本步骤旨在，通过当接收到操作请求时，判断该操作请求是否为写操作请求。也就是，判断此时存储设备是否正在写入数据。
S102，获取写操作请求的操作信息，处理写操作请求；
在S101的基础上，本步骤旨在获取该写操作请求的操作信息，并处理该写操作请求。也就是，根据该写操作请求执行写操作。
其中，一般的向存储设备发送的写操作请求中会包括写操作请求的具体操作信息以及需要向存储设备写入的数据内容。根据写操作请求执行写操作的方式，也就是根据具体的操作信息将数据内容写入到存储设备中。
但是，目前来说所采用的对象存储设备中，为了控制存储设备的硬件成本，通常在存储设备中采用读取速度较低但是性价比较高的机械硬盘作为主要是使用的存储介质。数据主要是写入到该存储设备中进行存储。但是，由于存储介质的数据处理速度较低，当读取数据时会带来严重的时延，降低数据读取的效率。
因此，在本步骤的基础上，下一步骤当写操作请求处理完成时，会将写操作请求的数据内容在缓存中再写入一次。
S103，当写操作请求处理完成时，根据操作信息将写操作请求的内容写入缓存中，以便当接收到的读操作请求与操作信息匹配时，从缓存返回目标数据。
在S102的基础上，本步骤旨在当写操作请求处理完成时，根据操作信息将写操作请求的内容写入到缓存中。也就是将该写操作请求对应的要写入的内容再在缓存中写入一份。以便利用缓存的快速读写能力，在读取该数据时可以直接从缓存中读取数据，以便提高数据读取的效率，降低数据读取的时延。
可选的，在本步骤中可以根据写操作请求的内容对应的数据的数据热度判断是否写入至缓存中。例如，判断该写操作请求的内容对应的数据热度是否大于预设热度，若是，则将该内容保存至缓存中。若否，则不进行处理。也就是，对写入缓存的数据内容按照数据热度进行选择，将热度较高的数据保存至缓存中，以便提高缓存的使用效果，降低缓存空间的占用率。
可选的，还可以将该写操作请求的内容的数据热度与缓存中数据的数据热度之间进行比较。将缓存中数据热度小于内容数据热度的数据替换为写操作请求的内容。
可选的，本步骤中获取目标数据的过程可以包括：
步骤1，当接收到读操作请求时，判断读操作请求的信息是否与操作信息匹配；若是，则执行步骤2；
步骤2，根据操作信息从缓存中读取目标数据，并将目标数据作为读操作结果。
可见，本可选方案中主要是在当接收到读操作请求时，判断读操作请求的信息是否与操作信息匹配，也就是判断读操作请求对应的数据内容是否保存在缓存中。当该数据内容保存在缓存中时，判定该读操作请求命中，可以从缓存中读取出对应的数据内容，提高数据读取的效率。
进一步的，本可选方案中还可以包括：
当读操作请求的信息与操作信息不匹配时，根据读操作请求对存储***进行数据读取，得到读操作结果。
也就是，当该读操作请求没有办法在缓存中命中对应的数据时，执行正常的数据读取操作，从后盾的存储***中读取出数据。
S104，当操作请求为读操作请求时，执行读操作请求得到读操作结果。
在S101的基础上，本步骤旨在当操作请求不是写操作请求时，也就是操作请求时读操作请求时，执行该读操作请求得到读操作结果，也就是对读操作请求进行处理，得到的操作结果。
综上，本实施例通过在当接收到操作请求时判断是否为写操作请求，当是写操作请求时，对其进行处理并在处理完成时，将写操作请求的内容备份至缓存中，以便在获取到读操作请求时，从缓存中返回备份的目标数据，而不是从后端的存储介质中获取该目标数据，由于缓存的读取数据的速度大于后端存储设备，有效的提高了数据读取的效率，降低了读操作请求的处理时延。
以下通过另一具体的实施例，对本申请提供的一种存储设备的操作请求处理方法做进一步说明。
本实施例中运行平台支持x86系列架构***，操作***为centos7.4版本及以上，硬件依赖至少1块SSD盘，至多4个SSD盘。其中，PG cache(缓存操作模块)位于OSD(Object-basedStorage对象存储)服务中，与主PG绑定并呈1：1关系，用于缓存当前主PG上的数据，并为当前主PG上的读请求提供缓存数据。PG cache利用ssd盘快速读写的特性，在主PG层缓存部分数据；当对该部分数据进行读操作时，直接从ssd盘上读取，减少去后端集群读取数据的操作。
缓存操作模块主要通过两个线程实现。其中，主线程主要参与PGCache缓存的读处理以及写操作的异常判断；写线程处理写操作的真正落盘，并更新缓存列表。
客户端对PG Cache进行操作的主线程的过程包括：
步骤1，当OSD服务接收到操作请求后，PG Cache首先判断当前操作是否为写操作；若不为写操作，则跳过PG cache，继续后续流程；
步骤2，若操作为写操作，记录当前操作的tid(事务ID)、obj_name(对象名)，继续后续OSD写流程；
步骤3，当OSD写流程正确完成后，将当前操作压入PG cache的待写队列；等待PGcache写入聚合文件。
其中，由于小文件要频繁读写磁盘，机械盘的延迟高会出现读写卡顿问题。因此，本实施例中将数据写入到聚合文件中。聚合文件是把小文件写到一个大文件中，可以减少频繁的读写磁盘。
其中，PG Cache进行写操作的过程，可以包括：
步骤1，当write_list不为空时，开始处理write_list的op；
步骤2，判断当前op是否为写操作；
步骤3，将当前op写入到聚合文件中；
步骤4，循环遍历当前对象在cache中缓存的数据分布列表，当old_buf包含在当前op的offset+lenth时，删除old_buf；
步骤5，当老的数据片段old_buf大于op.buf时，更新old_buf的offset+lenth，保留未修改的一部分；
步骤6，当老的数据片段old_buf+lenth小于op.off+len时，更新old_buf的offset+lenth，保留未修改的一部分；
步骤7，把当前写入的片段更新到old_list中。
本过程中，write_list指的是写list操作，每个操作都是队列记录，因为有大量文件写，所以要记录每次操作。op指的是当前操作事务。old_buf指的是数据缓存。offset+lenth指的是写入位置和写入数据的长度。op.buf指的是当前操作事务的数据缓存。old_buf+lenth指的是之前写入的数据片段，写入位置和写入数据的长度。op.off+len指的是当前操作事务的写入位置和写入数据的长度。因为每一条数据不管是新写入的还是之前写入的或者是op操作事务在计算机中的，都需要记录写入位置和数据长度。
其中，PG Cache进行读操作的过程，可以包括：
读缓存流程比较简单：
步骤1，判断当前操作是否为读操作；
步骤2，判断当前读操作是否在缓存中，若命中，则直接从缓存读取数据并做出返回，若不命中则去后端读取数据。
此外，在具体的应用场景中还可以对接口进行配置。具体的，管理界面通过修改配置文件控制打开和关闭PGCache功能；管理界面通过修改配置文件设置SSD和内存用作PGCache的容量。
可见，本实施例通过在当接收到操作请求时判断是否为写操作请求，当是写操作请求时，对其进行处理并在处理完成时，将写操作请求的内容备份至缓存中，以便在获取到读操作请求时，从缓存中返回备份的目标数据，而不是从后端的存储介质中获取该目标数据，由于缓存的读取数据的速度大于后端存储设备，有效的提高了数据读取的效率，降低了读操作请求的处理时延。
下面对本申请实施例提供的一种存储设备的操作请求处理装置进行介绍，下文描述的一种存储设备的操作请求处理装置与上文描述的一种存储设备的操作请求处理方法可相互对应参照。
请参考图2，图2为本申请实施例所提供的一种存储设备的操作请求处理装置的结构示意图。
本实施例中，该装置可以包括：
操作请求判断模块100，用于当接收到操作请求时，判断操作请求是否为写操作请求；
写操作执行模块200，用于当操作请求为写操作请求时，获取写操作请求的操作信息，处理写操作请求；
缓存备份模块300，用于当写操作请求处理完成时，根据操作信息将写操作请求的内容写入缓存中，以便执行缓存读取模块；其中，缓存读取模块，用于当接收到的读操作请求与操作信息匹配时，从缓存返回目标数据。
可选的，该装置还可以包括：
读操作执行模块，用于当操作请求为读操作请求时，执行读操作请求得到读操作结果。
可选的，该缓存读取模块，可以包括：
读操作匹配判断单元，用于当接收到读操作请求时，判断读操作请求的信息是否与操作信息匹配；
缓存读取单元，用于当读操作请求的信息与操作信息匹配时，根据操作信息从缓存中读取目标数据，并将目标数据作为读操作结果。
可选的，该缓存读取模块，还可以包括：
后端读取单元，用于当读操作请求的信息与操作信息不匹配时，根据读操作请求对存储***进行数据读取，得到读操作结果。
本申请实施例还提供一种服务器，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如以上实施例所述的操作请求处理方法的步骤。
本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如以上实施例所述的操作请求处理方法的步骤。
该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上对本申请所提供的一种存储设备的操作请求处理方法、操作请求处理装置、服务器以及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种存储设备的操作请求处理方法，其特征在于，包括：
当接收到操作请求时，判断所述操作请求是否为写操作请求；
若是，则获取所述写操作请求的操作信息，处理所述写操作请求；
当所述写操作请求处理完成时，根据所述操作信息将所述写操作请求的内容写入缓存中，以便当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据。
2.根据权利要求1所述的操作请求处理方法，其特征在于，还包括：
当所述操作请求为读操作请求时，执行所述读操作请求得到读操作结果。
3.根据权利要求1所述的操作请求处理方法，其特征在于，当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据，包括：
当接收到读操作请求时，判断所述读操作请求的信息是否与所述操作信息匹配；
若是，则根据所述操作信息从所述缓存中读取所述目标数据，并将所述目标数据作为读操作结果。
4.根据权利要求3所述的操作请求处理方法，其特征在于，还包括：
当所述读操作请求的信息与所述操作信息不匹配时，根据所述读操作请求对存储***进行数据读取，得到读操作结果。
5.一种存储设备的操作请求处理装置，其特征在于，包括：
操作请求判断模块，用于当接收到操作请求时，判断所述操作请求是否为写操作请求；
写操作执行模块，用于当所述操作请求为写操作请求时，获取所述写操作请求的操作信息，处理所述写操作请求；
缓存备份模块，用于当所述写操作请求处理完成时，根据所述操作信息将所述写操作请求的内容写入缓存中，以便执行缓存读取模块；其中，所述缓存读取模块，用于当接收到的读操作请求与所述操作信息匹配时，从所述缓存返回目标数据。
6.根据权利要求5所述的操作请求处理装置，其特征在于，还包括：
读操作执行模块，用于当所述操作请求为读操作请求时，执行所述读操作请求得到读操作结果。
7.根据权利要求5所述的操作请求处理装置，其特征在于，所述缓存读取模块，包括：
读操作匹配判断单元，用于当接收到读操作请求时，判断所述读操作请求的信息是否与所述操作信息匹配；
缓存读取单元，用于当所述读操作请求的信息与所述操作信息匹配时，根据所述操作信息从所述缓存中读取所述目标数据，并将所述目标数据作为读操作结果。
8.根据权利要求7所述的操作请求处理装置，其特征在于，所述缓存读取模块，还包括：
后端读取单元，用于当所述读操作请求的信息与所述操作信息不匹配时，根据所述读操作请求对存储***进行数据读取，得到读操作结果。
9.一种服务器，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述的操作请求处理方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述的操作请求处理方法的步骤。
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