[发明专利]一种基于虚拟磁盘层的IO流控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，具体涉及一种基于虚拟磁盘层的IO流控制方法及装置。

背景技术

传统的磁盘驱动建立在通用块设备层之下，当外部发送到块设备接口的OutstandingIO(未完成的IO)超出磁盘硬件处理能力时，缓存到块设备队列Queue中，队列的深度QueueDepth可以设置，当块设备队列Queue中缓存的IO个数超出QueueDepth长度时，阻塞IO进程，直到因为下层IO处理完毕使得队列长度小于QueueDepth，才能重新唤醒IO进程。

但是，传统的磁盘驱动缓存队列方法有以下缺陷：第一，当缓存的IO个数超出QueueDepth长度时，导致执行IO的进程阻塞。在中高端存储设备上对随机IOPS(Input/OutputOperationsPerSecond，即每秒进行读写操作的次数)的要求很高，要求达到10-100万级别，若发生进程阻塞-唤醒，会对IOPS处理能力造成极大影响，导致性能不达标；第二，单个缓存队列会造成读IO等待写IO的情况，使得读IO的响应时间增大并且不稳定。

发明内容

针对现有技术中存在的容易导致执行IO的进程阻塞以及在读写并发情况下读IO的相应时间大且不稳定的缺陷，本发明提供了一种基于虚拟磁盘层的IO流控制方法及装置。

一方面，本发明提供的一种基于虚拟磁盘层的IO流控制方法，包括：

建立虚拟磁盘；

在所述虚拟磁盘中设置读IO队列和写IO队列；

执行IO读时，将读IO缓存到读IO队列中，执行写IO时，将写IO缓存到写IO队列中。

进一步地，所述虚拟磁盘，将磁盘的几何空间划分为保留区和数据区。

进一步地，所述保留区包括：超级块区、位图bitmap索引区、坏块重定向索引区以及坏块重定向数据区。

进一步地，所述将读IO缓存到读IO队列中，将写IO缓存到写IO队列中的步骤之前，还包括：

针对每一个所述队列设定最大正在处理IO个数的值threshold；

判断所述队列的正在处理IO个数是否大于threshold值，若是，则不执行，否则，依次发送待执行的IO到所述队列中，直到所述队列的正在处理IO个数等于threshold值。

进一步地，所述队列接收发送待执行的IO时，相应的正在处理IO个数加1，完成IO时，相应的正在处理IO个数减1。

另一方面，本发明还提供一种基于虚拟磁盘层的IO流控制装置，包括：

建立模块，用于建立虚拟磁盘；

设置模块，用于在所述虚拟磁盘中设置读IO队列和写IO队列；

存储模块，用于执行IO读时，将读IO缓存到读IO队列中，执行写IO时，将写IO缓存到写IO队列中。

进一步地，所述建立模块具体用于：所述虚拟磁盘，将磁盘的几何空间划分为保留区和数据区。

进一步地，所述建立模块具体用于：所述保留区包括：超级块区、位图bitmap索引区、坏块重定向索引区以及坏块重定向数据区。

进一步地，所述存储模块还用于：

针对每一个所述队列设定最大正在处理IO个数的值threshold；

判断所述队列的正在处理IO个数是否大于threshold值，若是，则不执行，否则，依次发送待执行的IO到所述队列中，直到所述队列的正在处理IO个数等于threshold值。

进一步地，所述存储模块还用于：所述队列接收发送待执行的IO时，相应的正在处理IO个数加1，完成IO时，相应的正在处理IO个数减1。

本发明提供的一种基于虚拟磁盘层的IO流控制方法及装置，通过引入虚拟磁盘，在所述虚拟磁盘中设置读IO队列和写IO队列；执行读IO时，将读IO缓存到读IO队列中，执行写IO时，将写IO缓存到写IO队列中。可以实现应用于下层的任何类型的磁盘驱动，都不会产生阻塞进程导致的性能问题，使得IOPS性能在磁盘驱动上不产生瓶颈。同时，降低了读写并发情况下读IO的响应时间，提高了读IO响应时间的稳定性。

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是本发明一个实施例中一种基于虚拟磁盘层的IO流控制方法的流程示意图；

图2是本发明一个实施例中发送bio的队列接口函数流程示意图；

图3是本发明一个实施例中一种基于虚拟磁盘层的IO流控制装置的结构示意图。

具体实施方式