[发明专利]一种持久性内存对象存储系统

说明书

本发明公开了一种持久性内存对象存储系统，包括：客户端和服务端；客户端向用户提供对象操作接口，以及通过远程过程调用进行交互；服务端用于对来自客户端的元数据请求进行处理，并通过远程过程调用将结果返回给客户端；服务端基于持久性内存空间分配器管理对象数据，通过三级索引结构进行对象索引，通过持久性对象操作日志实现系统崩溃一致性；客户端远程访问对象时，客户端直接完成数据读写请求，由客户端发起远程过程调用，由服务端间接完成元数据更新工作；通过持久性对象操作日志和Epoch结合的垃圾回收机制，由独立的后台线程批量地进行垃圾回收工作。该系统能够同时提供高效的读写性能、容量可扩展能力以及崩溃后恢复能力。

技术领域

本发明涉及持久性内存存储技术领域，特别涉及一种持久性内存对象存储系统。

背景技术

持久性内存(Persistent Memory，PM)是一种新型的具有字节寻址能力的内存级存储器件，诸如相变存储器(Phase Change Memory，PCM)、自旋矩存储器(Spin-TorqueTransfer RAM，STT-RAM)以及阻变存储器(Resistive RAM，RRAM)等都属于持久性内存器件，Intel还推出了全新的持久性内存设备英特尔傲腾数据中心持久性内存(Intel OptaneDC persistent memory)。相较于传统磁盘等块设备，持久性内存在保证数据持久化的基础上，还能够提供更高的带宽和更低的读写延迟同时还能够支持按照字节粒度访问，而相较于动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)而言，持久性内存又能够实现数据的持久化，因此持久性内存不仅具有同DRAM相近的读写性能，同时又能提供类似传统磁盘等外存类似的持久性。面对高性能的存储器件，构建能够充分发挥持久性内存性能的高效对象存储系统具有重要意义。

对象存储(Object Storage)是一种重要的数据存储方式，对象存储不同于文件存储，不存在树状的文件名字空间，各对象之间没有依赖关系，所有对象呈现出扁平化的拓扑结构。长久以来，对象存储系统构建于传统磁盘等块设备之上，也就是说，包括对象存储的元数据和对象数据都存储于磁盘这样的块设备上。然而，磁盘的带宽小，延迟高，将元数据存储在磁盘上的做法难以支持对元数据的更高效的并发更新操作，同时，将数据存储在磁盘上的做法难以提供对数据更高带宽，更低延迟的访问。

现有的一些设计提出在持久性内存上按照原有的方法构建对象存储系统。通过使用持久性内存替换原有的磁盘之类的块设备，以利用持久性内存的低延迟访问特性，加速对元数据和数据访问。然而，这样的方法并没能充分利用持久性内存能够支持以字节粒度访问的特点，并且当硬件开销大大降低后，传统的设计方法会在软件层面造成巨大的时间开销。

单纯的将传统的对象存储系统设计照搬到持久性内存上去，并不能充分的利用持久性内存的优点，发挥持久性内存这一新兴硬件的性能。不改变已有的软件设计，难以降低软件层面的性能损失。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的目的在于提出一种持久性内存对象存储系统，能够同时提供高效的读写性能、容量可扩展能力以及崩溃后恢复能力。

为达到上述目的，本发明实施例提出了一种持久性内存对象存储系统，包括：客户端和服务端；

所述客户端向用户提供对象操作接口，以及通过远程过程调用进行交互；

所述服务端用于对来自所述客户端的元数据请求进行处理，并通过远程过程调用将结果返回给所述客户端；

所述服务端包括：持久性内存空间分配管理器、从粗粒度到细粒度的三级索引结构、持久性对象操作日志和垃圾回收机制；

所述服务端基于所述持久性内存空间分配器管理对象数据，通过所述三级索引结构进行对象索引，通过所述持久性对象操作日志实现系统崩溃一致性；