[发明专利]自适应混合读/写缓存的方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储技术，尤其涉及一种自适应混合读/写的缓存的方法。

背景技术

目前市面上大部分存储产品的缓存都是读写分离的，读缓存的数据结构与写缓存的数据结构不复用，在内存中表现为两个区域，两份数据。

上述读写方式的优点是比较容易管理，但具有以下缺点：(1)如果对同一段数据先读后写，那么要么必须同时更新两份缓存，要么将读缓存设置为失效或删除。(2)如果对同一段数据先写后读，那么要么将写缓存中的脏数据回写完成后才可以进行读，要么将写缓存复制到读缓存，然后再进行读缓存。(3)在最差的情况下，同一份数据在缓存中可能会有两份，浪费了内存资源。

发明内容

本发明提供一种自适应混合读/写缓存的方法，通过控制读缓存和写缓存的大小，自适应地调节读写缓存的比例。

根据上述目的，本发明提供一种自适应混合读/写缓存的方法，其特征在于，所述方法包括：

将缓存按设定的大小划分成多个块，并设置成每个缓存节点为一个块；

使用红黑树对所述每个缓存节点进行索引；

在写入或读取缓存时，找到对应的缓存节点，然后在所述缓存节点上进行相应的写入或读取；

其中，在进行写入或读取缓存时，统计所述读写缓存的使用情况及读写比例，对所述写入或读取的缓存比例进行调节。

其中，所述步骤S3具体包括：

当写入缓存时，找到对应的缓存节点，然后将数据填充到所找到的缓存节点上；

当读取缓存时，找到对应的缓存节点，然后在找到的缓存节点上查找缓存。

其中，所述步骤S3还包括：

在读取缓存时，如果没有读取到完整的数据，则读取所述缓存对应的外存，并将读取的数据存入到所述缓存。

其中，对所述写入或读取的缓存比例进行调节的过程具体包括：统计每个磁盘阵列组RAID的读写缓存的使用情况以及读写输入输出IO的比例，如果读IO比例升高，则升高读缓冲在该RAID缓存的占比，反之升高写缓存在该RAID缓存中的占比。

其中，所述步骤S3还包括：

当所述缓存的空间不足时，释放热度最低的非脏缓存，将所述非脏缓存释放到指定的占比位置。

其中，所述步骤S3还包括：

在写缓存使用超过一定百分比时或写缓存余量不足时，则放缓或停止执行写I/O，启动回写动作，待清空掉足够的脏数据之后再启动写I/O。

其中，根据缓存的最后一次操作判定所述缓存为读缓冲还是写缓存，如果最后一次是读取，则为读缓存，否则为写缓存。

其中，所述方法还包括：

使用双控I/O锁对缓存的访问进行保护；所述对缓存的访问包括读取、写入和回写。

根据本发明的另一个方面，提供一种自适应混合读/写缓存的系统，所述系统包括：

缓冲块划分模块，用于将所述存储器的缓存按设定的大小划分成多个块；

索引模块，用于使用红黑树对所述每个缓存节点进行索引；

缓存读/写模块，用于进行缓存读写。

其中，所述缓存读/写模块包括：

读缓存单元，用于读取缓存；

写缓存单元，用于写入缓存；

缓存占比调节单元，用于以磁盘阵列组RAID的形式统计读写缓存的使用情况以及读写输入输出IO的比例并进行调节；

缓存释放单元，用于在所述存储器空间不足时释放所述缓存；

回写单元，用于在写缓存超过设定比例或写缓存余量不足时进行回写动作。

本发明的自适应混合读/写缓存的方法及系统，通过控制读缓存的大小和写缓存的大小，很容易保证缓存的读写一致性，并可以自适应地调节读写缓存的比例，从而可以对缓存做到内存资源的合理利用，同时在读取时查找速度快，并且不需要二次遍历。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明的自适应混合读/写缓存的方法的流程图。

图2示出了本发明的自适应混合读/写缓存的系统的结构框图。

图3示出了本发明的自适应混合读/写缓存的系统的缓存读/写模块的结构框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。

图1示出了本发明的自适应混合读/写缓存的方法的流程图。

参照图1，本发明的自适应混合读/写缓存的方法包括步骤：