CN113111034A - 一种索引预分配的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种索引预分配的方法及装置，MDS响应于客户端的请求为客户端分配初始数量的索引节点，所述客户端创建文件使用所述索引节点，所述MDS对所述客户端使用所述索引节点的情况进行监控并通过第一映射表记录当前的分配索引节点数，如果当前的索引节点数低于分配量阈值时；所述MDS给所述客户端分配索引节点。所述MDS利用第二映射表记录分配的索引节点中未被占用的索引节点的索引节点号。所述MDS回收分配给断开连接的所述客户端或者没有文件创建活动目录的索引节点。本发明通过持续的预分配索引节点保证客户端文件创建的顺利进行，加快客户端文件处理速度。而且通过索引节点回收机制来避免将索引节点资源分配给用不到的客户端或者目录，节约资源。

Description

一种索引预分配的方法及装置
技术领域
本发明涉及分布式存储索引技术领域，尤其涉及一种索引预分配的方法及装置。
背景技术
目前的分布式文件***，客户端在进行文件处理时，需要向MDS(Meta-dataServer)发送消息申请索引节点，然后等待MDS回复给客户端一定的索引节点，客户端才能进行下一步操作。
在分布式文件***的视频监控等应用场景下，一般会根据日期创建目录，且在一定时间内在一个目录下连续大量的进行文件创建。一般的客户端与目录之间的关系为一对多的关系，即一个客户端对应多个目录，而一个目录不会涉及到多个客户端。在视频监控的应用场景下，一般涉及的文件数据量往往比较大，且涉及的文件数据最终量对于MDS来说是不可预测的，客户端请求MDS分配的索引节点可能很快使用完，再要进行文件处理时，客户端仍需重复重新申请索引节点，这就造成了文件处理缓慢的问题。
发明内容
为解决上述的问题本发明提供一种索引预分配的方法，包括：
在MDS构建第一映射表，所述第一映射表记录客户端的目录与索引节点分配量的映射关系；
所述MDS响应于客户端的索引节点申请，为所述客户端配置初始数量的索引节点，所述客户端从中取一个索引节点填充目录信息，所述客户端将目录信息发送给所述MDS，所述MDS将目录信息反馈给上位机，所述MDS更新所述第一映射表；
所述MDS统计在创建目录下文件创建过程中的索引节点占用量，并根据所述索引节点占用量更新所述第一映射表，所述第一映射表中当前的所述索引节点分配量等于原记录的索引节点分配量减去索引节点占用量；
所述MDS判断当前的所述索引节点分配量是否低于分配量阈值；
如果当前的所述索引节点分配量低于所述分配量阈值，则所述MDS给所述客户端的目录分配索引节点。
更进一步地，所述上位机将文件存储在创建的目录下时，所述客户端选一个索引节点填充文件信息，所述客户端将创建文件的请求发送给所述MDS，所述MDS根据接收的创建文件的请求统计所述索引节点占用量。
更进一步地，所述MDS配置空闲索引空间，所述空闲索引空间记录未被分配且占用的索引节点号，所述MDS配置第二映射表，所述第二映射表记录所述目录与分配的索引节点号的映射关系；当所述MDS从所述空闲索引空间取索引节点号分配给所述目录，所述MDS根据分配的索引节点号更新所述第二映射表，当分配的索引节点号被占用后，所述MDS将被占用的索引节点号从所述第二映射表删除。
更进一步地，所述MDS监测所述客户端的目录中文件的创建活动，如果所述MDS在设定时间内未接收到所述目录下创建文件的请求，则所述MDS获取目标目录下已分配且未被占用的索引节点号，将索引节点号回收。
更进一步地，所述MDS从所述第二映射表中获取目标目录下已分配且未被占用的索引节点号，所述MDS向所述客户端发送回收信息，所述回收信息包括未被占用的索引节点号，所述客户端根据所述回收信息将缓存中的索引节点删除。
更进一步地，所述MDS检测所述客户端是否断开与所述MDS的连接，如果所述客户端断开与所述MDS的连接，所述MDS获取目标客户端下创建的目录，所述MDS根据所述第二映射表回收目标客户端目录下全部分配的索引节点号。
更进一步地，所述MDS配置第三映射表，所述第三映射表中保存所述客户端与客户端下创建的目录的映射关系，所述MDS根据所述第三映射表获取目标客户端下创建的目录。
更进一步地，所述客户端连接所述MDS时，所述客户端将自身缓存中的索引节点号发送给所述MDS，所述MDS判断索引节点号是否已被收回，如果索引节点号已被收回，所述客户端删除缓存中的索引节点号。
更进一步地，所述MDS将获取的未被占用的索引节点号存入所述空闲索引空间。
本发明提供一种索引预分配的装置，包括集群，所述集群中配置至少一条指令，执行所述指令实现所述的索引预分配的方法。
本申请提出的一种索引预分配的方法及装置具体有以下有益效果：
本发明提出的一种索引预分配的方法通过所述MDS为所述客户端分配一个初始数量的索引节点，所述客户端利用初始的索引节点进行文件创建，所述MDS监视客户端文件创建过程中初始索引节点的占用情况，统计所述客户端当前的索引节点分配量是否低于分配量阈值，如果当前的所述索引节点分配量低于所述分配量阈值，则所述MDS为所述客户端分配索引节点，保证所述客户端在文件创建过程中始终有索引节点可用，从而避免了所述客户端在进行文件创建过程中所述索引节点用完重新向所述MDS申请索引节点而导致的文件创建过程缓慢的问题。
另外，本发明的所述MDS通过监控客户端目录下文件创建活动，如果目录在设定时间内没有文件创建活动，则所述MDS收回分配的索引节点，从而避免资源的浪费。所述MDS监控所述客户端的连接情况，如果所述客户端断开连接在所述MDS回收分配给目标客户端的索引节点，从而避免资源的浪费。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1是本发明实施例中一种索引预分配的方法中预分配的流程图；
图2是图1中所述MDS根据第一映射表中当前索引节点分配量为目录增加索引节点分配的流程图；
图3是本发明实施例中一种索引预分配的方法中预分配索引节点回收的流程图；
图4是本发明实施例中第三映射表更新客户端的流程图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图对本发明进行说明，其中，图1是本发明实施例中一种索引预分配的方法中预分配的流程图；图2是图1中所述MDS根据第一映射表中当前索引节点分配量为目录增加索引节点分配的流程图；图3是本发明实施例中一种索引预分配的方法中预分配索引节点回收的流程图；图4是本发明实施例中第三映射表更新客户端的流程图。
本发明提供一种索引预分配的方法，在MDS构建第一映射表，所述第一映射表记录客户端的目录与索引节点分配量的映射关系；在所述MDS中配置第二映射表，所述第二映射表记录所述目录与当前分配的索引节点号的映射关系；在所述MDS中配置第三映射表，所述第三映射表记录连接所述MDS的客户端和客户端中目录的映射关系。所述方法包括：
参阅图1所示，所述方法包括索引节点的预分配过程：
S100，所述客户端获取上位机的目录创建申请，所述客户端向所述MDS发送索引节点申请；S200，所述MDS响应于客户端的索引节点申请，为所述客户端配置初始数量的索引节点；S300所述客户端利用索引节点创建目录并反馈给所述MDS，具体的，所述客户端从中取一个索引节点填充目录信息，所述客户端将目录信息发送给所述MDS，所述客户端将剩余分配的索引节点的索引节点号保存在缓存中，且缓存中的索引节点号与目录关联，所述MDS将目录信息反馈给上位机，从而实现目录的创建。在目录创建之后，S400，所述MDS根据所述目录、分配的索引节点量和索引节点号更新所述第一映射表和第二映射表；具体的，更新所述第一映射表包括将创建的目录添加到所述第一映射表，将初始数量减一的索引节点数添加到所述第一映射表与相应的目录对应；更新所述第二映射表包括将目录添加到所述第二映射表，将初始分配的非目录占用的索引节点添加到所述第二映射表与所述目录对应；更新所述第三映射表包括，将目录添加到所述第三映射表中相应的客户端下。
S500，所述MDS统计在创建的目录下文件创建过程中的索引节点占用量。具体的，所述客户端获取上位机在目标目录下文件创建申请，所述客户端响应于文件创建申请从对应目录的所述索引节点中选一个索引节点填充文件信息，所述客户端将创建文件的请求发送给所述MDS，所述MDS根据接收的创建文件的请求统计所述索引节点占用量。所述MDS获取索引节点占用量后，根据所述索引节点占用量更新所述第一映射表，具体的，所述第一映射表中当前的所述索引节点分配量等于原记录的索引节点分配量减去索引节点占用量。根据被占用的所述索引节点号更新所述第二映射表，具体的，当分配的所述索引节点号被占用后，所述MDS将被占用的索引节点号从所述第二映射表删除。
S600，所述MDS根据第一映射表中当前索引节点分配量为目录增加索引节点的分配。具体的，参阅图2所示，所述MDS获取所述第一映射表中当前的索引节点分配量，所述MDS判断当前的所述索引节点分配量是否低于分配量阈值；一种可行的所述分配量阈值为所述初始数量的百分之五十。
如果当前的所述索引节点分配量低于所述分配量阈值，则所述MDS给所述客户端的目录分配索引节点。一种可行的分配方式为，给所述客户端的目录分配索引节点，使得所述客户端的目录具有的预分配索引节点数量等于所述初始数量。
具体实施过程中，所述MDS配置空闲索引空间，所述空闲索引空间记录未被分配且占用的索引节点号，所述MDS计算需要分配的索引节点的数量，当所述MDS从所述空闲索引空间取目标数量的索引节点号，所述MDS将索引节点号发送给所述客户端，所述客户端将索引节点号保存在对应所述目录的所述缓存中。从而实现所述MDS为所述客户端预分配索引节点。
另一方面，在进行索引号分配时，所述MDS根据分配的索引节点的数量更新所述第一映射表，具体的，所述第一映射表中当前索引节点分配量等于员记录的索引节点分配量加上新分配的索引节点数量；所述MDS根据分配的索引节点号更新所述第二映射表，具体的将被分配的索引节点号添加到所述第二映射表中。
所述MDS根据第一映射表中当前索引节点分配量为目录增加索引节点的分配过程直至所述MDS判断应回收索引节点结束。
参阅图3所示，所述方法还包括索引节点的回收过程：
在使用过程中，所述MDS监测所述客户端的目录中文件的创建活动，如果所述MDS在设定时间内未接收到所述目录下创建文件的请求，则所述MDS获取目标目录下已分配且未被占用的索引节点号，将索引节点号回收。具体实施过程中，所述MDS获取目录的名称，所述MDS根据目录名称从所述第二映射表中检索获取目标目录下已分配且未被占用的索引节点号，所述MDS向所述客户端发送回收信息，所述回收信息包括从所述第二映射表获取的未被占用的索引节点号，所述客户端根据所述回收信息中索引节点号将缓存中的索引节点删除。
当所述MDS回收分配的索引节点号之后，所述第一映射表中索引节点数为零，所述第二映射表中索引节点号为空。当所述客户端重新接收所述上位机在目录下创建请求，所述客户端根据目录检索所述缓存，所述缓存中预分配的索引节点为空，所述客户端向所述MDS发送所述索引节点申请。
另外，所述MDS检测所述客户端是否断开与所述MDS的连接，在具体实施过程中，所述MDS可以定时向所述客户端发送ping，如果所述客户端不能ping通，则所述客户端断开连接。而如果所述客户端断开与所述MDS的连接，所述MDS从所述第三映射表获取目标客户端下创建的目录，所述MDS根据目录在所述第二映射表检索对应的索引节点，所述MDS回收目标客户端目录下全部分配的索引节点号。
所述客户端重新连接所述MDS时，所述客户端将自身缓存中的索引节点号发送给所述MDS，所述MDS判断索引节点号是否已被收回，如果索引节点号已被收回，所述客户端删除缓存中的索引节点号。当所述客户端重新接收所述上位机在目录下创建请求，所述客户端根据目录检索所述缓存，所述缓存中预分配的索引节点为空，所述客户端向所述MDS发送所述索引节点申请。
具体实施过程中，所述MDS回收索引节点过程为将将获取的未被占用的索引节点号存入所述空闲索引空间。
当某个所述客户端连接所述MDS时，所述MDS获取所述客户端的身份信息，所述MDS获取客户端的身份信息检索是否已存在与所述第三映射表中，如果所述第三映射表中没有所述客户端的身份信息，将所述第三客户端添加到所述第三映射表中，当任一所述客户端有目录创建时，所述MDS获取目录并将所述目录添加到所述第三映射表。
本发明还提供一种索引预分配的装置，包括集群，所述集群配置有MDS和客户端，所述集群中配置至少一条指令，执行所述指令实现所述的索引预分配的方法。
本发明提出的一种索引预分配的方法通过所述MDS为所述客户端分配一个初始数量的索引节点，所述客户端利用初始的索引节点进行文件创建，所述MDS监视客户端文件创建过程中初始索引节点的占用情况，统计所述客户端当前的索引节点分配量是否低于分配量阈值，如果当前的所述索引节点分配量低于所述分配量阈值，则所述MDS为所述客户端分配索引节点，保证所述客户端在文件创建过程中始终有索引节点可用，从而避免了所述客户端在进行文件创建过程中所述索引节点用完重新向所述MDS申请索引节点而导致的文件创建过程缓慢的问题。
另外，本发明的所述MDS通过监控客户端目录下文件创建活动，如果目录在设定时间内没有文件创建活动，则所述MDS收回分配的索引节点，从而避免资源的浪费。所述MDS监控所述客户端的连接情况，如果所述客户端断开连接在所述MDS回收分配给目标客户端的索引节点，从而避免资源的浪费。
应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种索引预分配的方法，其特征在于，包括：
在MDS构建第一映射表，所述第一映射表记录客户端的目录与索引节点分配量的映射关系；
所述MDS响应于客户端的索引节点申请，为所述客户端配置初始数量的索引节点，所述客户端从中取一个索引节点填充目录信息，所述客户端将目录信息发送给所述MDS，所述MDS将目录信息反馈给上位机，所述MDS更新所述第一映射表；
所述MDS统计在创建目录下文件创建过程中的索引节点占用量，并根据所述索引节点占用量更新所述第一映射表，所述第一映射表中当前的所述索引节点分配量等于原记录的索引节点分配量减去索引节点占用量；
所述MDS判断当前的所述索引节点分配量是否低于分配量阈值；
如果当前的所述索引节点分配量低于所述分配量阈值，则所述MDS给所述客户端的目录分配索引节点。
2.根据权利要求1所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述上位机将文件存储在创建的目录下时，所述客户端选一个索引节点填充文件信息，所述客户端将创建文件的请求发送给所述MDS，所述MDS根据接收的创建文件的请求统计所述索引节点占用量和被占用的索引节点号。
3.根据权利要求1所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述MDS配置空闲索引空间，所述空闲索引空间记录未被分配且占用的索引节点号，所述MDS配置第二映射表，所述第二映射表记录所述目录与分配给所述目录的索引节点号的映射关系；当所述MDS从所述空闲索引空间取索引节点号分配给所述目录，所述MDS根据分配的索引节点号更新所述第二映射表，当分配的索引节点号被占用后，所述MDS将被占用的索引节点号从所述第二映射表删除。
4.根据权利要求3所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述MDS监测所述客户端的目录中文件的创建活动，如果所述MDS在设定时间内未接收到所述目录下创建文件的请求，则所述MDS获取目标目录下已分配且未被占用的索引节点号，将索引节点号回收。
5.根据权利要求4所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述MDS从所述第二映射表中获取目标目录下已分配且未被占用的索引节点号，所述MDS向所述客户端发送回收信息，所述回收信息内容包括未被占用的索引节点号，所述客户端根据所述回收信息将缓存中的索引节点删除。
6.根据权利要求3所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述MDS检测所述客户端是否断开与所述MDS的连接，如果所述客户端断开与所述MDS的连接，所述MDS获取目标客户端下创建的目录，所述MDS根据所述第二映射表回收目标客户端目录下全部分配的索引节点号。
7.根据权利要求3所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述MDS配置第三映射表，所述第三映射表中保存所述客户端与客户端下创建的目录的映射关系，所述MDS根据所述第三映射表获取目标客户端下创建的目录。
8.根据权利要求7所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述客户端连接所述MDS时，所述客户端将自身缓存中的索引节点号发送给所述MDS，所述MDS判断索引节点号是否已被收回，如果索引节点号已被收回，所述客户端删除缓存中的索引节点号。
9.根据权利要求4或6任一所述的索引预分配的方法，其特征在于，所述MDS将获取的未被占用的索引节点号存入所述空闲索引空间。
10.一种索引预分配的装置，其特征在于，包括集群，所述集群中配置至少一条指令，执行所述指令实现如权利要求1-9任一所述的索引预分配的方法。
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