[发明专利]基于Cuckoo哈希的文件系统目录管理方法及系统

权利要求书

1.一种基于Cuckoo哈希的文件系统目录管理方法，其特征在于，包括对目录中作为目标文件的子目录或子文件读取元数据的步骤：

1)接收对目录中目标文件的读请求；

2)针对目标文件读取Cuckoo哈希的num个哈希函数对应的备选数据块， 包括：根据Cuckoo哈希的第1个哈希函数对目标文件的名称filename进行哈希计算的哈希计算结果确定目录的哈希表对应的第1个备选数据块，以第1个备选数据块为起始地址，一次性连续读取N个备选数据块，使得N个备选数据块中包含Cuckoo哈希的所有num个哈希函数对应的备选数据块，其中N为一次性连续读备选数据块的数量；

3)初始化循环变量i的值为1；

4)针对目标文件，根据Cuckoo哈希的第i个哈希函数对目标文件的名称filename进行哈希计算的哈希计算结果，确定目录的哈希表对应的第i个备选数据块中的目标位置，并判断目标位置是否存在匹配的哈希计算结果，若存在则直接从目标位置读出目标文件的元数据并返回，结束；否则，将循环变量i的值加1，若循环变量i的值超过哈希函数总数量num，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤4)；

5)返回不存在目标文件的消息，结束；

所述Cuckoo哈希的num个哈希函数中，第1个哈希函数的计算函数表达式为h(x)＝hash(x)，其中hash为预设的哈希值计算函数，x为目标文件的名称filename；后续任意第i个哈希函数的计算函数表达式为：

h_i(x)＝h_i-1(x)+neatest_prime(h(x)％N)

上式中，h_i(x)表示第i个哈希函数的哈希计算结果，h_i-1(x)表示第i-1个哈希函数的哈希计算结果，neatest_prime(h(x)％N)表示计算比h(x)％N小的最大素数，h(x)为第1个哈希函数的计算结果，％为模运算，N为一次性连续读备选数据块的数量。

2.根据权利要求1所述的基于Cuckoo哈希的文件系统目录管理方法，其特征在于，还包括往目录中创建作为目标文件的子目录或子文件的步骤：

S1)接收对目标文件的创建请求；

S2)针对目标文件读取Cuckoo哈希的num个哈希函数对应的备选数据块；

S3)初始化循环变量i的值为1；

S4)针对目标文件，根据Cuckoo哈希的第i个哈希函数对目标文件的名称filename进行哈希计算的哈希计算结果，确定目录的哈希表对应的第i个备选数据块中的目标位置，若目标位置为空闲位置，则将目标文件的元数据信息以及哈希计算结果写入该空闲位置，结束；否则，将循环变量i的值加1，若循环变量i的值超过哈希函数总数量num，则跳转执行步骤S5)，否则跳转执行步骤S4)；

S5)触发迁移操作将第i-1个备选数据块中对应的哈希表位置的迁移文件的元数据迁移出来形成空闲位置，并将目标文件的元数据信息以及哈希计算结果写入该空闲位置。

3.根据权利要求2所述的基于Cuckoo哈希的文件系统目录管理方法，其特征在于，步骤S5)中将第i个备选数据块中对应的哈希表位置的迁移文件的元数据迁移出来的步骤包括：

S5.1)针对迁移文件，判断针对目标文件读取Cuckoo哈希的num个哈希函数对应的备选数据块是否已经包含迁移文件与Cuckoo哈希的num个哈希函数对应的全部备选数据块，如果尚未包含全部备选数据块，则将未包含的备选数据块读出；

S5.2)初始化循环变量j的值为2；

S5.3)根据Cuckoo哈希的第j个哈希函数对目标文件的名称filename进行哈希计算的哈希计算结果，确定目录的哈希表对应的第j个备选数据块中的目标位置，若目标位置为空闲位置，则将迁移文件的元数据信息以及哈希计算结果写入该空闲位置，结束；否则，将循环变量j的值加1，若循环变量j的值超过哈希函数总数量num，则跳转执行下一步，否则跳转执行步骤S5.3)；

S5.4)触发迁移操作将第j-1个备选数据块中对应的哈希表位置的迁移文件的元数据迁移出来形成空闲位置，并将迁移文件的哈希计算结果写入该空闲位置；然后将第j-1个备选数据块中对应的哈希表位置迁移出来的文件作为新的迁移文件，跳转执行步骤S5.1)。