[发明专利]非易失性数据的访问方法、系统、电子设备和介质

说明书

本申请涉及一种非易失性数据的访问方法和非易失性数据存储系统。该非易失性数据的访问方法，应用于第一终端，包括：从所述第一终端的缓存获取数据；对于未能从所述缓存获取的数据，通过远程直接内存读从第二终端的非易失内存获取；执行修改操作并刷新操作日志；基于刷新的操作日志生成并缓存内存日志；以及，将所述缓存的内存日志通过远程直接内存写刷新到所述第二终端。这样，实现了更高吞吐量、灵活性、细粒度和可变大小的字节寻址访问。

技术领域

本发明总体地涉及分布式数据存储领域，特别是涉及一种非易失性数据的访问方法和非易失性数据存储系统。

背景技术

新兴的非易失性内存模糊了内存和存储之间的界线。这些类型的存储器，例如Intel Optane DC、相变存储器(PCM)、自旋转移矩磁存储器(STTM)是字节可寻址的，并同时提供类似于DRAM的性能，高密度和持久性。为了发挥非易失性内存的潜力，现有的解决方案将非易失性内存直接连接到处理器，从而可以使用本地存储器上的加载和存储指令来实现持久性数据结构的高性能实现。

虽然通过本地内存访问非易失性内存提供了足够的性能，但由于非易失性内存不能够方便地在数据中心中共享，因此它不是数据中心中最合适的设置。由于非易失内存高密度的特性，它可以提供更大的容量，这可能会超出单个服务器的需求。在数据中心服务器中，资源利用率会比较低，比如Google的研究显示资源利用率平均低于40％。可预计持续的资源利用将遵循相同的趋势。

为了启用非易失性内存共享，Hotopt构建了一个分布式共享持久存储系统。该系统为集群提供了全局共享和持久的存储空间，在主存储器总线上，每台计算机都具有非易失性内存。此设置从本质上影响可用性，即，将非易失性内存设备连接到特定计算机后，当主机关闭时，其数据将不可用。解决此问题的一种方法是将数据复制到远程非易失性内存。但是，它需要完全复制本地内存中的数据结构，从而限制了工作集的大小。要访问复制的数据，对于每个操作，网络开销的下限至少是一个网络往返。

因此，期望提供一种改进的对于非易失性内存的数据访问方案。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种非易失性数据的访问方法和非易失性数据存储系统，其通过结合第一终端的缓存和操作/内存日志以远程直接内存读和写操作来访问第二终端的非易失内存，实现了更高吞吐量、灵活性、细粒度和可变大小的字节寻址访问。

根据本申请的一方面，提供了一种非易失性数据的访问方法，应用于第一终端，包括：从所述第一终端的缓存获取数据；对于未能从所述缓存获取的数据，通过远程直接内存读从第二终端的非易失内存获取；执行修改操作并刷新操作日志；基于刷新的操作日志生成并缓存内存日志；以及，将所述缓存的内存日志通过远程直接内存写刷新到所述第二终端。

在上述非易失性数据的访问方法中，通过远程直接内存读从第二终端获取包括：通过远程直接内存读直接从所述第二终端读取冷数据。

在上述非易失性数据的访问方法中，通过远程直接内存读从第二终端获取包括：通过远程直接内存读交换热数据的页面；以所述页面在所述缓存中进行页面替换；以及，从所述缓存获取数据。

在上述非易失性数据的访问方法中，将所述页面存储在所述缓存中包括：选择所述页面中的一组随机的页面在所述缓存中进行页面替换；以及，从所述替换的页面中选择使用最少的页面进行丢弃。

在上述非易失性数据的访问方法中，基于刷新的操作日志生成并缓存内存日志包括：将所述内存日志中的实际数据替换为指向所述刷新的操作日志的指针；以及，以标记指示所述内存日志的数据/指针。

在上述非易失性数据的访问方法中，将所述缓存的内存日志通过远程直接内存写刷新到所述第二终端包括：响应于所述修改操作成功执行了预定次数或者所述缓存已满，将所述缓存的内存日志和附加的事务提交标记通过远程直接内存写刷新到所述第二终端。