[发明专利]一种分布式文件系统的元数据组织管理方法和系统

权利要求书

1.一种分布式文件系统的元数据组织管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）接收来自客户端的元数据请求消息包，并对该元数据请求消息包内容进行解析，根据解析得到的元数据请求消息包的类别将该元数据请求消息包放入对应的消息队列；

（2）从消息队列中提取元数据请求消息包，并对该元数据请求消息包进行解析，以获得该元数据请求消息包的请求类型和请求内容；

（3）根据元数据请求消息包获取B+树中存放的元数据信息，并对该元数据信息进行相应的读写操作；具体而言，B+树中节点类型主要包括叶子节点和非叶子节点，元数据信息均存储于叶子节点中，对元数据信息的读写操作，即为对叶子节点中所存储信息的读写操作；

（4）将读写操作后的结果放入元数据请求响应消息包中，并返回给客户端，元数据请求响应消息包具体包括客户端和MDS的连接信息、元数据请求消息包的请求类型，元数据请求消息包的请求结果、以及元数据请求消息包的请求内容。

2.根据权利要求1所述的元数据组织管理方法，其特征在于，还包括在步骤（1）之前，初始化元数据服务器的读写线程和消息队列，并创建仅有根节点的B+树的步骤。

3.根据权利要求2所述的元数据组织管理方法，其特征在于，初始化元数据服务器的读写线程和消息队列，并创建仅有根节点的B+树具体包括以下子步骤：

初始化元数据服务器的读写线程的参数，包括读写线程的启动时间、读写线程结束后需进行的善后操作、以及读写线程运行中所触发的回调函数，其中元数据服务器的读线程数大于等于1，写线程数仅为1；

初始化元数据服务器的消息队列及其参数；

创建并初始化一棵仅有根节点的B+树。

4.根据权利要求3所述的元数据组织管理方法，其特征在于，

初始化元数据服务器的消息队列及其参数是将读消息队列与若干读线程进行绑定，将写消息队列与唯一的写线程进行绑定，其中参数包括消息队列的最大长度L、超时时长T、以及存储数据的格式，存储数据的格式被设置为消息包类别；

创建并初始化一棵仅有根节点的B+树是将该B+树的全部节点均存放于内存中，B+树中被初始化的内容包括B+树中节点所能拥有的最大节点数、节点编号增长方式、节点查询方式以及元数据存放方式。

5.根据权利要求1所述的元数据组织管理方法，其特征在于，步骤（1）具体包括以下子步骤：

（1-1）接收来自客户端的元数据请求消息包；

（1-2）解析元数据请求消息包的内容，根据解析的内容区别该元数据请求消息包为读操作还是写操作；

（1-3）将区分后的元数据请求消息包放入相应的消息队列，即将读操作消息包放入读消息队列，将写操作消息包放入写消息队列，然后进入步骤（3）。

6.根据权利要求1所述的元数据组织管理方法，其特征在于，步骤（3）中，对于读请求，允许多个读线程同时对B+树中元数据信息进行读操作，各个读线程之间互不影响和干扰，对于写请求，只允许一个写线程对B+树中元数据信息进行写操作，同时允许多个读线程对B+树进行读操作。

7.根据权利要求6所述的元数据组织管理方法，其特征在于，步骤（3）是采用写时拷贝技术对B+树进行写操作，具体包括：

写线程在更新或添加B+树中的节点时，写线程首先对该叶子节点及其到根节点路径上所有相关的节点进行一个拷贝，称拷贝前的页为过时的页；

写线程对拷贝后的叶子节点进行修改更新，并相应调整路径上的值，称拷贝后修改的页为更新后的页；

写线程通过原子操作切换根节点的指针来提交修改操作,如果读操作发生在写操作之间，则读取过时的页，否则读取更新后的页。