[发明专利]一种闪存缓存区的管理方法及系统

权利要求书

1.一种闪存缓存区的管理方法，其特征在于，包括：

根据对闪存的访问特性，分别在缓存区建立冷干净链表、冷脏链表和热链表，冷干净链表中存放只进行了一次读操作的数据页，冷脏链表中存放只进行了一次写操作的数据页，热链表中存放冷干净链表或冷脏链表中的数据页被再次访问后而迁移的数据页，上述链表的数据页设置有读写标志以及访问次数；

当需要从热链表遣散数据页到冷干净链表或冷脏链表时，进行遣散处理，遣散处理具体包括：按照从表头至表尾顺序，依次判断热链表中的数据页的生命值是否小于预定值或访问次数为1，若是，则根据数据页的读写标志将数据页遣散至冷干净链表或冷脏链表，若否，则将数据页的访问次数减1；其中，生命值的权重因素包括访问次数、新颖度和读写代价，新颖度为在当前时刻数据页被再次访问的概率，数据页最近一次访问的时刻离当前时刻越近，则被再次访问的概率越高，读写代价中读操作的代价值小于写操作的代价值；

当缓冲区的使用量达到替换阈值时，从缓冲区替换数据页。

2.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，还包括冷数据区大小动态调整，具体包括：当从冷干净链表和冷脏链表替换数据页时，分别记录从冷干净链表和冷脏链表替换数据页的次数，当替换比值大于闪存的写读代价比时，扩展冷干净链表的大小并减小冷脏链表的大小；当替换比值小于闪存的写读代价比时，减小冷干净链表的大小并扩展冷脏链表的大小，其中，替换比值为从冷干净链表替换数据页的次数与从冷脏链表替换数据页的次数的比值，写读代价比为闪存的读延迟与写延迟之和与读延迟的比值。

3.根据权利要求1所述的管理方法，其特征在于，当缓冲区的使用量达到替换阈值时，从缓冲区替换数据页的步骤包括：

当缓冲区的使用量达到替换阈值时，判断冷干净链表的大小是否大于第一阈值，若是，则从冷干净链表的表头淘汰数据页；

若否，判断冷脏页链表的大小是否大于第一阈值，若是，则从冷脏链表的表头淘汰数据页；

若否，判断冷干净页链表的大小是否大于第二阈值，若是，则从冷干净链表的表头淘汰数据页；

若否，判断冷脏页链表的大小是否大于第二阈值，若是，则从冷脏链表的表头淘汰数据页，其中，第一阈值大于第二阈值；

若否，则从热链表淘汰数据页。

4.根据权利要求3所述的管理方法，其特征在于，从热链表淘汰数据页的步骤包括：

按照从热链表的表头至表尾顺序，依次判断热链表中的数据页的生命值是否小于预定值或访问次数为1，若是，则淘汰数据页；若否，则将数据页的访问次数减1。

5.根据权利要求4所述的管理方法，其特征在于，所述管理方法采用多线程实现，包括主线程和一个子线程，子线程用于进行遣散处理、从缓冲区替换数据页以及冷数据区大小动态调整，主线程在接收到访问请求后，判断是否需要调用子线程并激活子线程。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的管理方法，其特征在于，新颖度R的计算公式如下：

其中，Tr为数据页最近一次被访问的时刻，Tf为数据页首次被访问的时刻，Tc为当前时刻。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的管理方法，其特征在于，写操作的代价值为读操作时的代价值为1，其中，Cw为闪存的写延时，Cr为闪存的读延时。