[发明专利]基于阴影分页的日志段目录

说明书

技术领域

此处所述主题涉及利用阴影分页作为数据存储应用的部分以提供日志段(log segment)目录的技术。

背景技术

数据库以同步方式使用日志以将对对应数据执行的操作存储在日志中，并同时异步地将数据写入相应的数据区域。在崩溃或其他数据恢复事件中，数据区域被恢复到可能的较旧状态。重放日志将使得数据库成为最后提交的(commited)状态。记录数据典型地存储在固定大小或大小可变的日志片段上，可以表示为相应磁盘上的操作系统文件。每个日志段可以具有相关元数据，诸如段中第一和最后条目的日志序列号。元数据还可以包括日志段的当前状态，诸如打开、关闭、自由备份。

发明内容

在一个方面，在数据存储应用中开始重放数据事务。描述多个日志段元数据的日志段目录的页面被加载到内存。此后，去除日志段目录中的冗余页。然后基于日志段目录确定：需要访问哪些日志段。访问这些日志段以执行日志重放。

每个日志段的元数据可以包括如下的一个或多个：日志段中第一条目和最后条目的日志序列号，以及日志段的当前状态。日志段目录可以分成固定大小的或可变大小的页面。日志段目录的每个页面可以包括如下的一个或多个：由页面寻址的第一日志段的索引、页面生成值和校验和值、以及固定数量的日志段元数据。在日志段目录中去除冗余页面可包括：去除和另一页面具有相同索引和正确的校验和值但具有较低的页面生成值的页面。此外，在日志段目录中去除冗余页可以包括：去除具有不正确的校验和值的页面。所移除的冗余页面的辅助存储器上的物理位置可以被放在自由列表数据结构，用于跟踪在辅助存储器上的空闲物理页。

可以修改特定日志段的元数据条目。该修改可以包括：修改内存中日志段的元数据，增加当前页面生成计数器的值，设置日志段的页面生成值为当前页面生成计数器，将日志段新页面的新的物理辅助存储地址分配为取自空闲列表数据结构的物理辅助存储位置，计算日志段的新的校验和，并向空闲列表数据结构添加日志段的旧页面的之前物理辅助存储位置。可以响应于请求而修改元数据以执行从包括如下的组中选择的操作：例如关闭日志段、打开新的日志段、设置日志段备份标志和标记日志段为空闲。

在关联方面，日志段目录的页面被加载到内存中。日志段目录包含多个日志段的元数据，以至于日志段目录的每个页面包含：由页面寻址的第一日志段的索引、页面生成值、校验和值以及固定数量的日志段元数据。内存中第一日志段的元数据然后被修改。增加当前页面生成计数器的值，日志段的页面生成值被改变为当前生成计数器值。日志段的新页面的新的物理辅助存储位置被分配到取自空闲列表数据结构的物理辅助存储位置。为日志段计算校验和。此外，日志段旧页面的之前物理辅助存储位置被移动到空闲列表数据结构。

还描述了制造的产品，其包括在非临时计算机可读媒体上永久存储的计算机可执行指令，当由计算机执行时，使得计算机执行此处的操作。类似地，还描述了计算机系统，其可包括处理器和耦合到处理器的存储器。存储器可暂时或永久存储一个或多个程序，使得处理器执行一个或多个此处所述操作。此外，由方法详述的操作可以由单个计算系统或分布在两个或多个计算系统之间的一个或多个数据处理器实施。

此处所述主题提供了许多优点，包括更快的数据恢复过程。例如，使用常规技术，日志段元数据被存储为日志段内明确定义位置(例如，日志段的开始，等等)的页面。诸如状态变化的元数据改变需要相应地修改页面。当使用这些类型的日志段重新启动数据库时，首先必须为元数据信息扫描(至少部分)所有日志段，这将减缓数据恢复过程。

此处所述主题的一个或多个变化的细节在附图和如下描述中提出。此处所述主题的其他特点和优势将从如下描述和附图以及权利要求中变得更加明显。

附图说明

图1是示出包括数据存储应用的系统的示意图；

图2是示出使用日志段目录的数据恢复的处理流程图；

图3是示出图1的系统的细节的示意图；以及

图4是示出在日志段目录中日志段元数据修改的示意图。

在不同图中，相似的附图标记表示相似组件。

具体实施方式

图1显示系统100的示例，其中计算系统102(其可以包含可被配置、在一个或多个网络等链接的一个或多个可编程处理器)执行数据存储应用104的一个或多个模块、软件组件等。数据存储应用104可以包含一个或多个数据库、企业资源计划、分布式存储系统(例如，可从CA桑尼韦尔的NetApp获得的NetApp文件归档器)等。