[发明专利]IO调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，特别是涉及一种IO调度方法及装置。

背景技术

块设备的IO(InputOutput，输入输出)类型主要分为读和写两类，而磁盘IO处理能力远低于CPU处理能力，导致在某特定时间内有多个IO请求堆积在系统中，等待调度处理，针对于传统磁盘，目前调度算法主要有两类，一、先进先出服务(First Input First Output，FIFO)；二、电梯算法，也即就近原则进行服务。

但是在用固态硬盘（Solid State Disk，SSD）作为缓存的情况下，上述调度算法均有其缺点：首先，FIFO不能很好的利用SSD的低延迟，降低了性能，然而电梯算法对于具有随机访问特性的SSD来说又无必要。简单利用这两种调度算法都不能充分发挥SSD的特性进行处理。而且，由于缓存的存在，改变了IO的处理逻辑，引入了新的问题，比如IO冲突几率大大增加，需要进行解决。

现有技术中，对于存储系统的企业而言，尤其是使用固态硬盘缓存处理过程中，如何高效地、合理地对进行IO调度，从而提高存储系统的读写速度是个很难解决的问题。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种IO调度方法及装置，用以合理地、高效地对块设备存储进行IO调度，从而提高存储系统的读写速度。

本发明提供的一种IO调度方法，所述IO调度方法具体包括下述步骤：

步骤S100、在存储系统初始化时，为存储系统中的每一个物理磁盘建立一个一一对应的FIFO队列；

接收上层文件系统发送的IO请求，根据所述IO请求，获取请求中所包含的磁盘信息，并根据所述磁盘信息将IO请求插入到与目标物理磁盘对应的FIFO队列中，为FIFO队列中插入的每一个IO请求建立一个一一对应的IO请求的冲突链表，所述IO请求的冲突链表用于记录物理磁盘对应的FIFO队列中所有与所述已经存在的每一个IO请求有冲突的IO请求；

步骤S200、在执行插入每个IO请求至FIFO队列后，从所述队列的头部IO请求开始扫描，判断所述队列中的已存在的IO请求与当前插入的请求IO是否存在冲突，若判断结果为是，执行步骤S300；若判断结果为否，执行步骤S400；

步骤S300、立刻停止扫描，设置第一回调函数，将当前插入的IO请求添加到队列中存在冲突的IO请求所对应的冲突链表中，并标识当前插入的IO请求，待与当前插入的IO请求冲突的IO请求处理完成后，重新从队列的头部IO请求开始扫描，判断所述队列中的已存在的IO请求与当前插入的请求IO是否存在冲突，直至等待队列中排序在当前插入的IO请求插入位置之前的且与所述当前插入IO请求存在IO冲突的IO请求都处理结束后，再根据所述第一回调函数设置的事件，执行插入的IO请求的事件；

步骤S400、直接执行插入IO请求的异步IO操作，并使用下层服务的块设备处理当前IO请求，设置第二回调函数；在IO请求被下层服务的块设备处理完成后，调用第二回调函数，再根据所述第二回调函数设置的通知进行调度处理。

进一步地，作为一种可实施方式，在所述步骤S400中，所述根据所述第二回调函数设置的通知，进行调度处理，包括以下步骤：

步骤S410、将处理后IO请求从所述队列中移除；

步骤S420、检测所述处理后IO请求所对应的冲突链表中，是否存在有待处理IO请求且与等待队列中排序前的IO请求都不冲突；

步骤S430、若是，则唤醒待处理IO请求可以执行异步IO操作；

步骤S440、若否，则将待处理IO请求，执行重新从队列的头部IO请求开始扫描，判断当前队列中的已存在的IO请求与当前待处理的请求IO是否存在冲突，直至等待队列中排序在待处理的IO请求插入位置之前的且与所述待处理的IO请求存在IO冲突的IO请求都处理结束，且处理后IO请求所对应的冲突链表中的待处理IO请求与等待队列中排序前的IO请求都不冲突后，再根据所述第二回调函数设置的通知，唤醒待处理IO请求可以执行异步IO操作。

较佳地，作为一种可实施方式，所述IO请求执行异步IO操作包括以下步骤:

执行下层服务写到高速缓冲存储器的操作和索引缩放到内存操作。

较佳地，作为一种可实施方式，所述FIFO队列中每个IO请求插入时所建立冲突链表的初始状态为空。

较佳地，作为一种可实施方式，所述第一回调函数包括IO请求中指向因IO冲突而暂时无法处理的事件操作；所述第二回调函数包括IO请求中指向IO请求已经完成的通知。