[发明专利]基于非易失性内存的新型混合内存垃圾回收方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于非易失性内存的新型混合内存垃圾回收方法及系统，包括：步骤1：当托管运行时无可用内存时，触发内存垃圾回收；步骤2：对内存区域进行划分，初始化内存区域数据；步骤3：在内存垃圾回收过程中，更新每个内存区域的数据信息；步骤4：将数据信息写入到非易失性内存中，并清理使用到的易失性内存缓存。本发明使用极少的易失性内存用作非易失内存的缓存，加快了内存数据读请求；通过异步地将缓存中的数据写入到非易失内存，提高了非易失性内存上垃圾回收的性能；对可能同时访问的数据进行存放位置的重分配，利用了非易失内存连续局部访问更快的特性，从而提高了程序的性能。

技术领域

本发明涉及内存管理技术领域，具体地，涉及一种基于非易失性内存的新型混合内存垃圾回收方法及系统。

背景技术

非易失性内存是一种新型的计算机内存。传统的计算机内存一旦断开电源，内存中的数据会被清除；而在非易失性内存中的数据，即使内存设备的电源被断开，也能保证不会失效，从而实现数据在内存中的持久化保存。同时除了能够持久化保存数据，非易失性内存还能够像易失性内存一样支持字节寻址，这为使用非易失性内存来辅助甚至代替易失性内存带来了进一步优势。同时相比于易失性内存，非易失性内存的密度也高，单位容量价格更低。但这些优点带来的后果就是非易失性内存在的访问延迟更高，数据带宽更低。

程序对内存的资源管理可以分为两类：一类是由开发程序的程序员手动进行内存管理；另一类是由一个程序，通常叫托管运行时，自动进行管理管理。是否自动进行内存管理是由选择的编程语言决定。目前在云环境下，自动内存管理的语言，如Java，Scala等，被大量的使用。

在自动内存管理中，至关重要的一点是如何进行内存的回收，通常称为内存的垃圾回收。内存垃圾回收中，有两个需要主要考虑的方面：一是如何识别出有效数据；二是如何处理这些有效数据。在第一点中，垃圾回收器会对内存中大量的数据进行访问，涉及到大量的随机的内存读请求。在第二点中，垃圾回收器通常会将有效数据复制到一段新的内存空间中，涉及到大量的内存写请求。

由于传统的垃圾回收器主要是针对易失性内存进行设计，没有考虑到非易失性内存的新特性，造成了非易失内存上的内存垃圾回收延迟高、效率低，影响了非易失内存在自动内存管理语言上的使用。

专利文献CN110018966A(申请号：201810020423.8)公开了一种存储器、存储系统、主机及数据操作、垃圾回收方法，所述存储系统包括存储器和主机，所述存储器包括：管理单元，用于实现与存储介质相关的处理逻辑；基于对象的访问接口，供主机通过所述访问接口对所述存储器执行对象操作；所述主机包括：存储控制单元，用于实现与数据布局相关的存储逻辑，通过所述基于对象的访问接口执行对象操作。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于非易失性内存的新型混合内存垃圾回收方法及系统。

根据本发明提供的基于非易失性内存的新型混合内存垃圾回收方法，包括：

步骤1：当托管运行时无可用内存时，触发内存垃圾回收；

步骤2：对内存区域进行划分，初始化内存区域数据；

步骤3：在内存垃圾回收过程中，更新每个内存区域的数据信息；

步骤4：将数据信息写入到非易失性内存中，并清理使用到的易失性内存缓存。

优选地，所述内存区域数据包括：总的数据量和易失性缓存的位置。

优选地，所述步骤3包括：在内存垃圾回收过程中，每当一个区域的数据量达到一个阈值时，创建并切换使用易失性存储器，将易失性存储器作为非易失性内存上的数据的缓存。

优选地，所述步骤4包括：将所有数据先写入到一个易失性存储器的缓存中，再异步地写回到非易失性内存中。