CN116049021B - 存储空间管理方法、电子设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种存储空间管理方法、电子设备及计算机可读存储介质。存储空间管理方法包括：在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，碎片化率用于表示片段中可写空间的不连续程度；按照碎片化率从大到小的顺序，依次对待进行GC整理的各片段进行GC整理。通过先整理碎片化率最大的片段，可以快速降低存储空间整体的碎片化率，即使GC整理被中断，也可以最大程度提高存储空间中可写空间的连续程度，进而提高电子设备的性能。

Description

存储空间管理方法、电子设备及计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及存储空间管理技术的领域，尤其涉及一种存储空间管理方法、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在电子设备使用一段时间后，电子设备会对存储空间进行垃圾回收(GarbageCollection，GC)整理，以降低存储空间中可写空间的不连续程度，使得新写入存储空间的数据尽可能连续，提高电子设备写入数据和读取数据的速度，进而提高电子设备的性能。

然而，电子设备在对存储空间进行GC整理时会占用电子设备的资源，因此一般在电子设备空闲时才进行GC整理，但当电子设备从空闲状态切换为非空闲状态时，GC整理的过程很容易被中断。在GC整理中断后，若电子设备未能及时再次进行GC整理，会导致可写空间的不连续程度增长较快，进而影响电子设备的性能。

发明内容

本申请提供一种存储空间管理方法、电子设备及计算机可读存储介质，以解决现有的技术中通过GC整理不能有效降低存储空间的不连续程度的问题。

为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：

第一方面，提供一种存储空间管理方法，包括：在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，碎片化率用于表示片段中可写空间的不连续程度；按照碎片化率从大到小的顺序，依次对待进行GC整理的各片段进行GC整理。由于碎片化率最大的片段中可写空间的不连续程度最高，通过先整理碎片化率最大的片段，可以快速降低存储空间整体的碎片化率，即使GC整理被中断，也可以最大程度提高存储空间中可写空间的连续程度，进而提高电子设备的性能。

在一实施例中，所述按照所述碎片化率从大到小的顺序，依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理，包括：

根据所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，确定GC整理的整理模式，所述存储空间的碎片化率由所述存储空间中的所有片段的数量以及每个片段的碎片化率确定，所述整理模式用于确定GC整理的频率；根据所述整理模式，按照所述碎片化率从大到小的顺序依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理。

上述实施例中，根据存储空间的碎片化率和存储空间中可写空间的大小确定对应频率的GC整理模式，使得GC整理的频率与存储空间的存储情况相适配，进而提高电子设备的性能。

在一实施例中，所述存储空间中可写空间的大小由所述存储空间中未写入数据的片段的数量或未写入数据的数据块的数量确定，所述片段包括预设数量的数据块。

在一实施例中，所述根据所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，确定GC整理的整理模式，包括：

若所述存储空间的碎片化率大于第一预设值，所述存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则确定所述整理模式从第一整理模式切换为第二整理模式，所述第二整理模式的GC整理频率大于所述第一整理模式的GC整理频率。

若所述存储空间的碎片化率小于第三预设值，所述存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则确定所述整理模式从所述第二整理模式切换为所述第一整理模式，所述第三预设值小于或等于所述第一预设值，所述第四预设值大于或等于所述第二预设值。

上述实施例中，在存储空间的碎片化率较大、存储空间中可写空间较小的情况下，采用较快的GC整理频率，以快速降低存储空间的碎片化率，使得待写入数据尽可能写入连续程度更高的存储空间，提高了数据写入速度以及后续数据读取速度。在存储空间的碎片化率较小、存储空间中可写空间较大的情况下，采用较慢的GC整理频率，以降低GC整理过程对电子设备的响应速度的影响程度。

在一实施例中，在所述第一整理模式下，按照第一检测频率检测所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，在所述第二整理模式下，按照第二检测频率检测所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，所述第二检测频率大于所述第一检测频率。即在第二整理模式下，检测存储空间的碎片化率以及存储空间中可写空间的大小的检测频率更高，从而可以在检测到满足第一整理模式的情况下尽快切换至第一整理模式，即尽快降低GC整理频率，以避免频繁进行GC整理对电子设备的响应速度的影响。

在一实施例中，所述满足对存储空间进行GC整理的条件包括所述电子设备的内核层未检测到IO指令下发到所述存储空间。在未检测到IO指令下发到所述存储空间的情况下即可进行GC整理，从而可以尽量增加GC整理的次数，避免电子设备长时间处于碎片化率较高的场景。

在一实施例中，所述方法还包括：

在所述存储空间中不存在未写入数据的片段的情况下，若检测到存在待写入数据，根据所述存储空间中各片段的碎片化率，按照所述碎片化率从小到大的顺序，将所述待写入数据依次写入对应的片段，即将待写入数据优先写入连续程度更高的空间，从而提高数据的写入速度以及后续读取数据的速度。

第二方面，提供一种存储空间管理装置，包括：

存储模块，用于在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定所述存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，所述碎片化率用于表示所述片段中可写空间的不连续程度；

处理模块，用于按照所述碎片化率从大到小的顺序，依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理。

在一实施例中，所述处理模块具体用于：

根据所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，确定GC整理的整理模式，所述存储空间的碎片化率由所述存储空间中的所有片段的数量以及每个片段的碎片化率确定，所述整理模式用于确定GC整理的频率；

根据所述整理模式，按照所述碎片化率从大到小的顺序依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理。

在一实施例中，所述存储空间中可写空间的大小由所述存储空间中未写入数据的片段的数量或未写入数据的数据块的数量确定，所述片段包括预设数量的数据块。

在一实施例中，所述处理模块具体用于：

若所述存储空间的碎片化率大于第一预设值，所述存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则确定所述整理模式从第一整理模式切换为第二整理模式，所述第二整理模式的GC整理频率大于所述第一整理模式的GC整理频率。

在一实施例中，所述处理模块具体用于：

若所述存储空间的碎片化率小于第三预设值，所述存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则确定所述整理模式从所述第二整理模式切换为所述第一整理模式，所述第三预设值小于或等于所述第一预设值，所述第四预设值大于或等于所述第二预设值。

在一实施例中，在所述第一整理模式下，按照第一检测频率检测所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，在所述第二整理模式下，按照第二检测频率检测所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，所述第二检测频率大于所述第一检测频率。

在一实施例中，所述满足对存储空间进行GC整理的条件包括所述电子设备的内核层未检测到IO指令下发到所述存储空间。

在一实施例中，所述处理模块还用于：

在所述存储空间中不存在未写入数据的片段的情况下，若检测到存在待写入数据，根据所述存储空间中各片段的碎片化率，按照所述碎片化率从小到大的顺序，将所述待写入数据依次写入对应的片段。

第三方面，提供一种电子设备，包括处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序，以实现如上述第一方面所述的存储空间管理方法。

第四方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的存储空间管理方法。

第五方面，提供一种芯片，所述芯片包括处理器，所述处理器和存储器耦合，所述处理器执行所述存储器中存储的计算机程序或指令，以实现如上述第一方面所述的存储空间管理方法。

第六方面，提供一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面所述的存储空间管理方法。

可以理解的是，上述第二方面至第六方面的有益效果可以参见上述第一方面中的相关描述，在此不再赘述。

附图说明

图1为本申请实施例提供的存储空间的示意图；

图2为本申请实施例提供的GC整理前后的存储空间的示意图；

图3为本申请实施例提供的电子设备的软件结构框图；

图4是本申请实施例提供的第一整理模式和第二整理模式切换的场景图；

图5是本申请一实施例提供的存储空间管理方法的流程图；

图6是本申请实施例提供的内核层的结构图；

图7是本申请实施例提供的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

为更好地理解本申请实施例，以下对实施例中可能涉及的术语或概念进行介绍。

1.文件***(file system)

文件***的基本数据单位是文件，是操作***中用于明确磁盘或分区等存储空间上的文件的方法和数据结构，用于对对应的磁盘或分区上的文件进行组织和管理。

2.F2FS(Flash Friendly File System)文件***

F2FS文件***是专门为基于NAND的存储设备设计的新型开源flash文件***，flash支持Linux操作***。F2FS文件***在保存文件的数据时，不保证在逻辑上联系的数据在存储空间上也连续。

3.片段(segment)

如图1所示，F2FS文件***将存储空间划分为固定大小的片段11，片段11是存储空间分配、整理和回收的基本单位。每个片段11包括512个数据块(block)。数据块111是F2FS文件***数据存储的基本单位，每个数据块111的存储空间是4096字节。存储空间中的每个数据块可以是可读、可写、可擦除三种状态中的一种。实际使用过程中，数据的写入和删除操作频繁交错，因此，存在可写的数据块在存储空间上不连续的片段，即存在可写空间不连续的片段。例如，如图2所示，片段21中，黑色数据块表示写入数据的数据块，白色数据块表示未写入数据的数据块，则片段21为可写空间不连续的片段。

4.GC整理

如图2所示，GC整理用于根据一定的算法将可写空间不连续的片段21中的有效数据转移到其他存储空间，转移后删除无效数据即可得到可写空间连续的片段22。

现有技术中，一般在电子设备空闲时才进行GC整理，因此GC整理的过程很容易被中断。在GC整理中断后，若电子设备未能及时再次进行GC整理，会导致可写空间的不连续程度增长较快，进而影响电子设备的性能。

为此，本申请提供一种存储空间管理方法，在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，按照碎片化率从大到小的顺序，依次对待进行GC整理的各片段进行GC整理。其中，碎片化率最大的片段中可写空间的不连续程度最高，通过先整理碎片化率最大的片段，可以快速降低存储空间整体的碎片化率，即使GC整理被中断，也可以最大程度提高存储空间中可写空间的连续程度，进而提高电子设备的性能。

下面对本申请实施例提供的存储空间管理方法进行示例性说明。

本申请实施例提供的存储空间管理方法应用于电子设备。示例性的，本申请实施例中所述的电子设备可以是手机、平板电脑、手持计算机、个人数字助理(personaldigital assistant，PDA)、增强现实(augmented reality，AR)\虚拟现实(virtualreality，VR)设备、媒体播放器、穿戴设备等可单手握持/操作的设备，本申请实施例对该电子设备的具体形态/类型不作特殊限制。上述电子设备包括但不限于搭载鸿蒙***(Harmony OS)或者其他操作***的设备。

电子设备的软件***可以采用分层架构，事件驱动架构，微核架构，微服务架构，或云架构。本发明实施例以分层架构的Android***为例，示例性说明电子设备的软件结构。

图3是本发明实施例的电子设备的软件结构框图。

分层架构将软件分成若干个层，每一层都有清晰的角色和分工。层与层之间通过软件接口通信。在一些实施例中，将Android***分为四层，从上至下分别为应用程序层，应用程序框架层，安卓运行时(Android runtime)和***库，以及内核层。

应用程序层可以包括一系列应用程序包。

如图3所示，应用程序包可以包括相机，图库，日历，通话，地图，导航，WLAN，蓝牙，音乐，视频，短信息等应用程序。

应用程序框架层为应用程序层的应用程序提供应用编程接口(applicationprogramming interface，API)和编程框架。应用程序框架层包括一些预先定义的函数。

如图3所示，应用程序框架层可以包括窗口管理器，内容提供器，视图***，电话管理器，资源管理器，通知管理器等。

窗口管理器用于管理窗口程序。窗口管理器可以获取显示屏大小，判断是否有状态栏，锁定屏幕，截取屏幕等。

内容提供器用来存放和获取数据，并使这些数据可以被应用程序访问。所述数据可以包括视频，图像，音频，拨打和接听的电话，浏览历史和书签，电话簿等。

视图***包括可视控件，例如显示文字的控件，显示图片的控件等。视图***可用于构建应用程序。显示界面可以由一个或多个视图组成的。例如，包括短信通知图标的显示界面，可以包括显示文字的视图以及显示图片的视图。

电话管理器用于提供电子设备的通信功能。例如通话状态的管理(包括接通，挂断等)。

资源管理器为应用程序提供各种资源，比如本地化字符串，图标，图片，布局文件，视频文件等等。

通知管理器使应用程序可以在状态栏中显示通知信息，可以用于传达告知类型的消息，可以短暂停留后自动消失，无需用户交互。比如通知管理器被用于告知下载完成，消息提醒等。通知管理器还可以是以图表或者滚动条文本形式出现在***顶部状态栏的通知，例如后台运行的应用程序的通知，还可以是以对话窗口形式出现在屏幕上的通知。例如在状态栏提示文本信息，发出提示音，电子设备振动，指示灯闪烁等。

Android Runtime包括核心库和虚拟机。Android runtime负责安卓***的调度和管理。

核心库包含两部分：一部分是java语言需要调用的功能函数，另一部分是安卓的核心库。

应用程序层和应用程序框架层运行在虚拟机中。虚拟机将应用程序层和应用程序框架层的java文件执行为二进制文件。虚拟机用于执行对象生命周期的管理，堆栈管理，线程管理，安全和异常的管理，以及垃圾回收等功能。

***库可以包括多个功能模块。例如：表面管理器(surface manager)，媒体库(Media Libraries)，三维图形处理库(例如：OpenGL ES)，2D图形引擎(例如：SGL)等。

表面管理器用于对显示子***进行管理，并且为多个应用程序提供了2D和3D图层的融合。

媒体库支持多种常用的音频，视频格式回放和录制，以及静态图像文件等。媒体库可以支持多种音视频编码格式，例如:MPEG4，H.264，MP3，AAC，AMR，JPG，PNG等。

三维图形处理库用于实现三维图形绘图，图像渲染，合成，和图层处理等。

2D图形引擎是2D绘图的绘图引擎。

内核层是硬件和软件之间的层。内核层至少包含显示驱动，摄像头驱动，音频驱动，传感器驱动。

在一实施例中，本申请实施例提供的存储空间管理方法可以在电子设备的内核层执行。由于文件***(例如F2FS文件***)运行于内核层，因此在内核层可以通过文件***的接口获取文件***所管理的存储空间更详细的存储信息，从而便于更合理的评估存储空间的碎片化率，进而可以通过存储空间的碎片化率更合理地决策GC整理的整理模式以及存储空间中各片段的整理顺序，使得通过GC整理可以快速的降低存储空间中可写空间的不连续程度。

下面对本申请实施例提供的存储空间管理方法进行详细说明。

首先根据电子设备的使用状态确定是否满足对存储空间进行GC整理的条件。

在一实施例中，可以在电子设备处于预设状态时确定满足对存储空间进行GC整理的条件，预设状态可以是空闲、灭屏、正在充电或电量大于预设值中的任意一项或多项。也可以在电子设备处于预设状态且当前处于预设时段(例如凌晨3点到5点之间)时，确定满足对存储空间进行GC整理的条件。具体地，在电子设备处于预设状态或者电子设备处于预设状态且当前处于预设时段时，应用程序框架层生成满足对存储空间进行GC整理的条件的信息，该信息经过***库发送至内核层，内核层根据该信息确定满足对存储空间进行GC整理的条件。

在另一实施例中，可以在内核层未检测到输入输出(Input/Output，IO)指令下发到存储空间，即在内核层未检测到在存储空间读取数据或写入数据的指令的情况下，满足对存储空间进行GC整理的条件。由于电子设备处于没有IO指令下发到存储空间的状态，相对于上层确定的电子设备处于预设状态的情况更多，因此，在未检测到IO指令下发到存储空间的情况下，确定满足对存储空间进行GC整理的条件，进而对存储空间进行GC整理，可以在电子设备被使用的频率较高的情况下尽可能多的提高GC整理的次数，进而提高电子设备的性能。同时，由于GC整理在内核层执行，通过内核层检测IO指令确定是否满足GC整理的条件，相对于通过上层确定是否满足GC整理的条件再发送至内核层，可以提高GC整理的决策效率，且可以降低GC整理的决策过程所占用的计算资源。

由于用户可能在GC整理的过程中使用电子设备，使得GC整理中断，在中断GC整理后响应用户操作，可能会造成电子设备响应速度较慢的情况。因此，可以在内核层未检测到IO指令下发到存储空间，且距离上一次结束GC整理的时间间隔大于预设时长时，确定满足对存储空间进行GC整理的条件，从而可以避免频繁进行GC整理对电子设备性能的影响。

在确定满足对存储空间进行GC整理的条件的情况下，首先确定GC整理模式，整理模式用于确定GC整理的频率，即不同的整理模式对应不同的GC整理的频率。

在一实施例中，根据存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小确定GC整理的模式。其中，存储空间的碎片化率由存储空间中的所有片段的数量以及每个片段的碎片化率确定。片段的碎片化率越高，片段中可写空间的不连续程度越高，当将数据写入该片段时，会导致写入的数据在存储空间上不连续，即会导致逻辑上连续的数据在物理空间上不连续。存储空间的碎片化率越高，存储空间的不连续程度越高。

具体地，若存储空间的碎片化率大于第一预设值，存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则确定整理模式从第一整理模式切换为第二整理模式，若存储空间的碎片化率小于第三预设值，存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则确定整理模式从第二整理模式切换为第一整理模式。其中，第二整理模式的GC整理频率大于第一整理模式的GC整理频率，例如，第一整理模式下内核层每隔30秒进行一次GC整理，第二整理模式下内核层每隔5秒进行一次GC整理；第三预设值小于或等于第一预设值；第四预设值大于或等于第二预设值。即当存储空间的碎片化率较大、存储空间中可写空间较小时，增大GC整理的频率，从而可以快速降低存储空间的碎片化程度，使得写入片段的数据尽可能连续，提高电子设备的性能。当存储空间的碎片化率较小、存储空间中可写空间较大时，降低GC整理的频率，以避免GC整理的过程占用电子设备的资源，进而避免GC整理的过程影响电子设备的运行速度，提高用户体验。

其中，第一整理模式下的GC整理对应第一GC整理函数，每进行一次GC整理即调用一次第一GC整理函数。第二整理模式下的GC整理对应第二GC整理函数，每进行一次GC整理即调用一次第二GC整理函数。第一GC整理函数和第二GC整理函数可以相同，也可以不同。示例性地，第二GC整理函数的运行时长可以小于第一GC整理函数的运行时长，即第二GC整理模式相对于第一GC整理模式的整理频率增大，且每次整理的时间较短，即第二GC整理模式可以是多次整理、且每次整理空间小的整理模式。

示例性地，如图4所示，横坐标表示时间，单位为秒，纵坐标表示碎片化率，A>B，在满足GC整理的条件的情况下，采用第一整理模式进行GC整理。在t1时刻，存储空间的碎片化率为A％，且存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则从第一整理模式切换为第二整理模式，根据第二整理模式进行GC整理。在t2时刻，存储空间的碎片化率为B％，且存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，仍然满足GC整理的条件，则退出第二整理模式，进入第一整理模式，从而可以在存储空间的碎片化率较高的情况下，增加GC整理的频率，以快速降低存储空间的碎片化率。

在一实施例中，存储空间中可写空间的大小由存储空间中未写入数据的片段的数量确定，在存储空间的碎片化率大于第一预设值，未写入数据的片段的数量小于第二预设值时，进入第二整理模式，以提高GC整理的频率。在存储空间的碎片化率小于第三预设值，未写入数据的片段的数量大于第四预设值时，进入第一整理模式，以降低GC整理的频率。

例如，用Free_segment表示存储空间中未写入数据的片段的数量，GC_FRAG_SCORE_RATE表示存储空间的碎片化率。第一预设值设为45％，第二预设值设为2*OVP，第三预设值设为40％，第四预设值设为3*OVP。

在Free_segment<＝2*OVP，且GC_FRAG_SCORE_RATE>45％时，进入第二整理模式；在Free_segment>＝3*OVP，GC_FRAG_SCORE_RATE<40％时，进入第一整理模式。其中，OVP表示预设片段数量的预留值，在存储空间中未写入数据的片段的数量较多(例如未写入数据的片段的数量大于2*OVP)时，一般选择用可写空间连续的片段依次存储待写入数据。在存储空间中未写入数据的片段的数量小于2*OVP时，说明存储空间的可用空间较小，选择用可写空间不连续的片段(即已经写入数据但未写满的片段)存储待写入数据。用可写空间不连续的片段存储待写入数据会影响数据写入速度以及后续数据的读取速度。因此，在存储空间中未写入数据的片段的数量小于2*OVP时，加快GC整理的频率，可以尽快得到更多可写空间连续的片段，使得待写入数据可以写入可写空间连续的片段。

在另一实施例中，存储空间中可写空间的大小也可以由存储空间中未写入数据的数据块的数量确定，在存储空间的碎片化率大于第一预设值，未写入数据的数据块的数量小于第二预设值时，进入第二整理模式，以提高GC整理的频率。在存储空间的碎片化率小于第三预设值，未写入数据的数据块的数量大于第四预设值时，进入第一整理模式，以降低GC整理的频率。

例如，用Free_blocks表示未写入数据的数据块的数量，space表示文件***所管理的存储空间的总容量。第一预设值设为55％，第二预设值设为5％*space，第三预设值设为45％，第四预设值设为10％*space。

在Free_blocks<＝5％*space，GC_FRAG_SCORE_RATE>55％时，进入第二整理模式；在Free_blocks>＝10％*space，GC_FRAG_SCORE_RATE<45％时，进入第一整理模式。

在一实施例中，每个片段的碎片化率用对应片段的碎片化得分表示。

其中，片段的碎片化得分的计算公式为：

其中，score表示片段的碎片化得分，X表示片段中不可写的数据块的数量，weigh表示权重，block(i)表示片段中第i个数据块的得分，第i个数据块的得分与第i个数据块、第i-1个数据块、第i+1个数据块的可写状态是否一致有关。例如，若第i个数据块、第i-1个数据块、第i+1个数据块可写状态一致，即均为可写或均为不可写，则第i个数据块的得分为0；若第i个数据块与第i-1个数据块的可写状态一致，且与第i+1个数据块可写状态不一致，则第i个数据块的得分为1；若第i个数据块与第i-1个数据块的可写状态不一致，且与第i+1个数据块可写状态一致，则第i个数据块的得分为1；若第i个数据块与第i-1个数据块的可写状态不一致，且与第i+1个数据块可写状态不一致，则第i个数据块的得分为2。

表示一个片段中所有数据块的得分的总和，可以用于表示片段内部的碎片化得分。在数据写入片段的过程中，当一个片段中可写的数据块越少，会在越短的时间内为待写入数据分配下一个片段，进而导致逻辑上连续的数据存储于不同的片段，导致存储空间的IO性能下降，因此，X表示片段中不可写的数据块的数量，也可以用于表示跨片段的碎片化得分，即片段外部的碎片化得分。通过对片段内部的碎片化得分和片段外部的碎片化进行加权求和得到片段的碎片化得分，可以更好的评价存储空间的碎片化程度。

在确定每个片段的碎片化得分后，可以根据每个片段的碎片化得分以及存储空间中的所有片段的数量进一步确定存储空间的碎片化率。具体地，存储空间的碎片化率的计算公式为：

其中，score_all表示存储空间中所有片段的碎片化得分的和，all_segment表示存储空间中片段的总数量，N是一个片段可以达到的碎片化得分的最大值，例如weigh为2时，N为1534。

可以理解，也可以采用其他可以表征可写空间不连续程度的计算方法确定片段的碎片化率或者存储空间的碎片化率。

在确定整理模式后，内核层确定存储空间中待进行GC整理的各片段，对待进行GC整理的各片段进行GC整理，直到满足GC整理结束条件。

其中，待进行GC整理的片段可以是存储空间中所有可写空间不连续的片段，也可以是碎片化率大于设定阈值的片段。

GC整理结束条件为存储空间的碎片化率达到第一设定值、存储空间中可写空间的大小达到第二设定值、整理时长达到设定时长、整理数量达到设定数量中的任意一项或多项。

在一实施例中，在内核层检测到存在IO指令下发到存储空间的情况下，内核层中断GC整理。在另一实施例中，在电子设备处于预设状态或者电子设备处于预设状态且当前处于预设时段时，应用程序框架层生成不满足对存储空间进行GC整理的条件的信息，该信息经过***库发送至内核层，内核层根据该信息中断GC整理。

在GC整理中断或停止后，若再次检测到满足对存储空间进行GC整理的条件，则再次确定GC整理的模式对存储空间进行GC整理。

可以理解，在满足对存储空间进行GC整理的条件的情况下，GC整理的过程包括但不限于以下几种场景：

1.当前存储空间的碎片化率大于第一预设值，存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则采用第二整理模式按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。在采用第二整理模式进行GC整理一段时间后，若检测到存储空间的碎片化率小于第三预设值，存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，即检测到存储空间变大，碎片化率降低，则采用第一整理模式按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。在采用第一整理模式整理一段时间后，若确定满足GC整理结束条件，结束GC整理。其中，在采用第一整理模式进行GC整理和采用第二整理模式进行GC整理的过程中，GC整理的过程可以被中断。

2.当前存储空间的碎片化率小于第三预设值，存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则采用第一整理模式按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。在采用第一整理模式整理一段时间后，若确定满足GC整理结束条件，结束GC整理。

3.当前存储空间的碎片化率小于第三预设值，存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则采用第一整理模式按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。在采用第一整理模式整理一段时间后，GC整理被中断。在再次满足对存储空间进行GC整理的条件下，检测到存储空间的碎片化率大于第一预设值，存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则采用第二整理模式按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。在采用第二整理模式进行GC整理一段时间后，若检测到存储空间的碎片化率小于第三预设值，存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则采用第一整理模式按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。在采用第一整理模式整理一段时间后，若确定满足GC整理结束条件，结束GC整理。

在一实施例中，在第一整理模式下，按照第一检测频率检测存储空间的碎片化率以及存储空间中可写空间的大小，在第二整理模式下，按照第二检测频率检测存储空间的碎片化率以及存储空间中可写空间的大小，第二检测频率大于第一检测频率。即第二整理模式下的GC整理的频率大于第一整理模式下的GC整理频率，同时第二整理模式下的检测频率大于第一整理模式下的检测频率。按照第一检测频率或第二检测频率检测存储空间的碎片化率以及存储空间中可写空间的大小，用于确定GC整理的模式以及GC整理的顺序，其中，GC整理的顺序在后文进行详细说明。在第二整理模式下，存储空间的碎片化率较高，存储空间中可写空间的大小较小，采用更快的检测频率，可以在检测到不满足第二整理模式的情况下快速切换到第一整理模式，避免长期采用第二整理模式进行GC整理所造成的降低电子设备的响应速度的情况，也可以在碎片化率较高的情况下及时调整GC整理的顺序，提高存储空间中可写空间的连续程度。

上述实施例中，在存储空间的碎片化率较高、存储空间中可写空间较小的情况下，采用较快的GC整理频率进行GC整理，从而可以快速降低存储空间的碎片化程度，使得写入片段的数据尽可能连续，提高电子设备的性能。在存储空间的碎片化率较低、存储空间中可写空间较小的情况下，采用较慢的GC整理频率进行GC整理，可以避免GC整理的过程占用电子设备的资源，进而避免GC整理的过程影响电子设备的运行速度，提高用户体验。同时，待写入数据是否可以连续存储于存储空间与存储空间的碎片化率的关联程度更高，通过存储空间的碎片化率来确定GC整理的频率，可以使得GC整理的时机与存储空间的存储状态相适配，以确保GC整理的及时性，避免在剩余存储空间较大，但是可写空间连续性较差的情况下写入数据，提高电子设备的性能。

在一实施例中，内核层在对待进行GC整理的各片段进行GC整理时，按照设定顺序对待进行GC整理的各片段进行GC整理。

本申请一实施例提供的存储空间管理方法包括：

S501：在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定所述存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，所述碎片化率用于表示所述片段中可写空间的不连续程度。

具体地，根据上述片段的碎片化得分的计算公式确定的待进行GC整理的各片段的碎片化得分，即为各片段的碎片化率。待进行GC整理的片段可以是存储空间中所有可写空间不连续的片段，也可以是碎片化率大于设定阈值的片段。在确定各片段的碎片化率后，按照碎片化率从大到小的顺序对待进行GC整理的各片段进行排序。

S502：按照所述碎片化率从大到小的顺序，依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理。

具体地，在内核层确定待进行GC整理的各片段的碎片化率的大小关系后，开始进行GC整理。若GC整理的过程未被中断，则一直按照碎片化率从大到小的顺序进行GC整理，即每次在对上一个片段结束GC整理后，先整理碎片化率最高的片段，直到GC整理被中断或者GC整理结束。若GC整理被中断或GC整理结束，则更新待进行GC整理的各片段的碎片化率。在下一次进行GC整理时，根据更新后的碎片化率，重新按照碎片化率从大到小的顺序，依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理。

在一实施例中，先确定GC整理的整理模式，若整理模式是第一整理模式，则按照第一整理模式对应的GC整理频率对待进行GC整理的片段进行GC整理，且在整理过程中，按照碎片化率从大到小的顺序进行GC整理。若整理模式是第二整理模式，则按照第二整理模式对应的整理频率对待进行GC整理的片段进行GC整理，且在整理过程中，按照碎片化率从大到小的顺序进行GC整理。

上述实施例中，在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，碎片化率用于表示片段中可写空间的不连续程度；按照碎片化率从大到小的顺序，依次对待进行GC整理的各片段进行GC整理。由于碎片化率最大的片段中可写空间的不连续程度最高，通过先整理碎片化率最大的片段，可以快速降低存储空间整体的碎片化率，即使GC整理被中断，也可以最大程度提高存储空间中可写空间的连续程度。相对于在GC整理时先整理可写空间小的片段或随机整理任意片段，通过先整理碎片化率最大的片段，可用更好地提高电子设备的性能。

在一实施例中，在GC整理被中断或者GC整理结束时，若内核层检测到存在待写入数据，且存储空间中不存在未写入数据的片段，则根据存储空间中各片段的碎片化率，按照碎片化率从小到大的顺序，将待写入数据依次写入对应的片段，即将数据优先写入可写空间的连续程度最高的片段。现有技术中一般是将待写入数据优先写入可写空间多的片段，或者需要结合片段中的可写空间以及已经写入数据的写入时间确定优先写入的片段。但是可写空间多的片段中的可写空间的连续程度不一定高，不能保证待写入数据在存储空间上尽可能连续。确定可写空间以及已经写入数据的写入时间需要占用较高的计算资源。而将数据优先写入可写空间的连续程度最高的片段，可用使得待写入数据在存储空间内尽可能连续，以提高数据的写入速度和后续数据的读取速度，且根据碎片化率确定优先写入的片段的计算过程简单，占用的计算资源较少，从而可以提高电子设备的性能。

在一实施例中，若内核层检测到存在待读取数据，且待读取数据存储于多个片段，则按照碎片化率从小到大的顺序，依次读取对应的片段，从而可以优先读取存储连续程度更高的数据，即可以先快速读取一部分数据，以提高电子设备的响应速度。

如图6所示，内核层包括文件***层、block层和存储驱动，本申请实施例提供的存储空间管理方法执行于内核层的文件***层。具体地，文件***层中的文件***(例如F2FS文件***)用于接收用户读取数据或者写入数据的请求，根据读取数据或者写入数据的请求确定需要读取或者写入的数据在存储空间中的地址信息，将地址信息发送至block层。block层用于对需要读取的数据对应的地址信息或者需要写入的数据对应的地址信息进行处理，得到存储驱动可以处理的任务单元，将任务单元发送至存储驱动。存储驱动在接收的任务单元后，根据设定的顺序在对应地址的存储空间读取或写入数据，例如，将数据写入通用闪存存储(Universal Flash Storage，UFS)、小型计算机***接口(Small ComputerSystem Interface，scsi)硬盘中。在数据读取或写入成功后，存储驱动将读取或写入成功的信息通过block层发送至文件***。文件***层调用GC整理决策模块，GC整理决策模块根据读取数据或者写入数据的请求以及数据读取或写入成功的信息确定存储空间的存储情况，根据存储情况进一步确定存储空间的碎片化率以及存储空间中可写空间的大小，进而根据存储空间的碎片化率以及存储空间中可写空间的大小确定GC整理策略。GC整理策略包括GC整理模式、GC整理顺序、数据读取顺序、数据写入顺序等。之后，根据GC整理策略在存储空间进行GC整理以及数据读写，可以使得待写入和待读取的数据在存储空间上尽可能连续，提高电子设备的性能，进而提高用户体验。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

图7示出了电子设备100的结构示意图。

电子设备100可以包括处理器110，外部存储器接口120，内部存储器121，通用串行总线(universal serial bus，USB)接口130，充电管理模块140，电源管理模块141，电池142，天线1，天线2，移动通信模块150，无线通信模块160，音频模块170，扬声器170A，受话器170B，麦克风170C，耳机接口170D，传感器模块180，按键190，马达191，指示器192，摄像头193，显示屏194，以及用户标识模块(subscriber identification module，SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A，陀螺仪传感器180B，气压传感器180C，磁传感器180D，加速度传感器180E，距离传感器180F，接近光传感器180G，指纹传感器180H，温度传感器180J，触摸传感器180K，环境光传感器180L，骨传导传感器180M等。

可以理解的是，本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

处理器110可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器110可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，图形处理器(graphics processingunit，GPU)，图像信号处理器(image signal processor，ISP)，控制器，视频编解码器，数字信号处理器(digital signal processor，DSP)，基带处理器，和/或神经网络处理器(neural-network processing unit，NPU)等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。

控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。

处理器110中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器110的等待时间，因而提高了***的效率。

在一些实施例中，处理器110可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integrated circuit，I2C)接口，集成电路内置音频(inter-integrated circuitsound，I2S)接口，脉冲编码调制(pulse code modulation，PCM)接口，通用异步收发传输器(universal asynchronous receiver/transmitter，UART)接口，移动产业处理器接口(mobile industry processor interface，MIPI)，通用输入输出(general-purposeinput/output，GPIO)接口，用户标识模块(subscriber identity module，SIM)接口，和/或通用串行总线(universal serial bus，USB)接口等。

可以理解的是，本发明实施例示意的各模块间的接口连接关系，只是示意性说明，并不构成对电子设备100的结构限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式，或多种接口连接方式的组合。

电源管理模块141用于连接电池142，充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入，为处理器110，内部存储器121，显示屏194，摄像头193，和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中，电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。

外部存储器接口120可以用于连接外部存储卡，例如Micro SD卡，实现扩展电子设备100的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口120与处理器110通信，实现数据存储功能。例如将音乐，视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器121可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。内部存储器121可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作***，至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能，图像播放功能等)等。存储数据区可存储电子设备100使用过程中所创建的数据(比如音频数据，电话本等)等。此外，内部存储器121可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。处理器110通过运行存储在内部存储器121的指令，和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令，执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。

需要说明的是，上述装置/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本申请方法实施例基于同一构思，其具体功能及带来的技术效果，具体可参见方法实施例部分，此处不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述***中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质至少可以包括：能够将计算机程序代码携带到拍照装置/电子设备的任何实体或装置、记录介质、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质。例如U盘、移动硬盘、磁碟或者光盘等。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/网络设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/网络设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。

最后应说明的是：以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种存储空间管理方法，其特征在于，包括：

在满足对存储空间进行GC整理的条件下，确定所述存储空间中待进行GC整理的各片段的碎片化率之间的大小关系，所述碎片化率用于表示所述片段中可写空间的不连续程度；

根据所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，确定GC整理的整理模式，所述存储空间的碎片化率由所述存储空间中的所有片段的数量以及每个片段的碎片化率确定，所述整理模式用于确定GC整理的频率；

根据所述整理模式，按照所述碎片化率从大到小的顺序依次对所述待进行GC整理的各片段进行GC整理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储空间中可写空间的大小由所述存储空间中未写入数据的片段的数量或未写入数据的数据块的数量确定，所述片段包括预设数量的数据块。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，确定GC整理的整理模式，包括：

若所述存储空间的碎片化率大于第一预设值，所述存储空间中可写空间的大小小于第二预设值，则确定所述整理模式从第一整理模式切换为第二整理模式，所述第二整理模式的GC整理频率大于所述第一整理模式的GC整理频率。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，确定GC整理的整理模式，包括：

若所述存储空间的碎片化率小于第三预设值，所述存储空间中可写空间的大小大于第四预设值，则确定所述整理模式从所述第二整理模式切换为所述第一整理模式，所述第三预设值小于或等于所述第一预设值，所述第四预设值大于或等于所述第二预设值。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述第一整理模式下，按照第一检测频率检测所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，在所述第二整理模式下，按照第二检测频率检测所述存储空间的碎片化率以及所述存储空间中可写空间的大小，所述第二检测频率大于所述第一检测频率。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述满足对存储空间进行GC整理的条件包括电子设备的内核层未检测到IO指令下发到所述存储空间。

7.根据权利要求1～5任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述存储空间中不存在未写入数据的片段的情况下，若检测到存在待写入数据，根据所述存储空间中各片段的碎片化率，按照所述碎片化率从小到大的顺序，将所述待写入数据依次写入对应的片段。

8.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储在存储器中的计算机程序，以实现如权利要求1～7任一项所述的方法。

9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1～7任一项所述的方法。