CN101382948A - 一种文件存储方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种文件存储方法、装置和系统，该方法包括以下步骤：预先设定存储的连续物理块的大小；将文件的数据依次存储在所述预先设定的连续物理块中。本发明实施例文件存储过程中，为文件分配连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

Description

一种文件存储方法、装置和系统

技术领域

本发明实施例涉及通信领域，尤其涉及一种文件存储方法、装置和系统。

背景技术

在文件系统中，一个文件的数据包括文件的元数据和文件的内容两个部分。文件的元数据包含这个文件的属性信息和文件内容在存储介质中所处的位置；文件的内容就是这个文件中记录的信息。在读取一个文件的数据的时候，首先要找到这个文件的元数据，然后才能根据元数据中的信息找到存储在存储介质中的文件的内容。

在当前普遍使用的以磁头驱动为基础的存储介质中，在读取数据时磁头的移动次数是影响性能的关键因素，所以在文件系统的设计中如何使数据尽可能的连续分布，从而减少磁头的移动，提升系统的性能成为关键。

对于大文件存储的应用，诸如IPTV(Internet Protocol Television，交互式网络电视)、视频监控来说，文件系统的这种数据的连续性存放尤为重要。虽然现有的文件系统都是尽可能的使数据连续存放，但是当系统运行一段时间后，例如经过一系列的删除创建操作后，这种连续性就变的不可保证了，所以有的文件系统就会针对这种情况提供一些诸如磁盘的碎片整理的工具。但是对于大容量的存储空间，整理一次的时间消耗是很大的。

现有技术中，文件系统在存储数据时，尽量将同一文件的所有数据存放在连续的数据块中，即之后的数据会根据之前与之连续的数据所存储的数据块的位置存储。当这一策略失败后，文件系统会寻找一段空闲数据块最多的位置来存放数据。如果依然失败，就会寻找空闲的数据块来存放。在读操作时由于不知道数据在磁盘上的分布的连续性，它的预读操作的窗口是逐步增大的，一旦不连续就归零。

这一策略无法保证文件的数据的存储一定是连续的。同时，这个策略没有将文件的元数据和文件内容区分对待，使得文件的元数据是以数据块为单位离散的分布在文件的内容之间的。当读取文件的内容时，首先需要旋转磁头将离散的元数据读出。

在实施本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在以下问题：

文件的数据不保证连续分布，从而无法对预读操作进行有效的优化；同时，文件元数据离散分布，读取效率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种文件存储方法、装置和系统，保证文件的连续存储，从而可以对文件做优化处理，提高数据读取的效率。

根据本发明的一方面，提供一种文件存储方法，包括以下步骤：

预先设定存储的连续物理块的大小；

将文件的数据依次存储在所述预先设定的连续物理块中。

本发明实施例提供一种文件预读取方法，包括以下步骤：

判断当前需要读取的数据与预先设定的连续物理块的大小；

根据所述判断的结果进行预读取。

根据本发明的另一方面，提供一种文件存储装置，包括：

设定单元，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元，用于将文件的数据依次存储在所述预先设定的连续物理块中。

根据本发明的另一方面，提供一种文件预读取装置，包括：

判断单元，用于判断当前需要读取的数据与预先设定的连续数据块的大小；

预读单元，用于根据所述判断单元的判断结果进行预读取。

根据本发明的另一方面，提供一种文件存储系统，包括文件存储装置以及选择装置；

所述选择装置用于选择需要存储的文件；

所述文件存储装置用于连续存储所述选择装置选择的需要存储的文件，包括：

设定单元，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元，用于将需要存储的文件的数据依次存储在所述预先设定的连续物理块中。

与现有技术相比，本发明实施例至少具有以下优点：

文件存储过程中，为文件分配连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的文件存储方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的文件存储方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的文件预读取方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的文件预读取方法的示意图；

图5为本发明实施例提供的文件预读取方法的示意图；

图6为本发明实施例提供的文件存储装置的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的文件存储装置的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的文件预读取装置的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的预读单元的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的文件存储系统的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的文件存储系统中存储单元的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行介绍。

本发明实施例提供一种文件存储方法，如图1所示，包括以下步骤：

步骤s101，预先设定存储的连续物理块的大小；

步骤s102，将文件的数据依次存储在预先设定的连续物理块中。

通过采用本发明实施例提供的方法，文件存储过程中，为文件预先设定连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以避免当文件系统寻找一段空闲数据块最多的位置来存储数据的操作失败后，又寻找其它空闲的数据块来存放的操作，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。在本实施例中，物理块可以认为是数据块。

下面结合具体应用场景对本发明进行进一步介绍。以文件在磁盘上的存储为例。

本发明实施例提供一种文件存储方法，强制性为文件在磁盘上分配预先设定的连续物理块，并将文件的内容和元数据分开存储，从而可以提高文件的数据的读取效率。

具体的存储过程如图2所示，包括以下步骤：

步骤s201，预先设定连续物理块的大小。

在文件存储系统内，预先设定磁盘上连续物理块的大小，例如可以将磁盘存储空间设置为若干连续物理块，每个连续物理块的大小为1M。

步骤s202，为文件分配预先设定的连续物理块。

当向磁盘存储文件的数据时，为文件分配连续物理块，由于文件的数据包括文件的元数据和文件的内容，因此，为文件的元数据和文件的内容各分配预先设定的连续物理块，例如1M的存储空间。在本实施例中，连续物理块可以认为是存储空间。

步骤s203，将文件的数据依次存储在分配的连续物理块中。

需要指出的是，文件的内容与文件的元数据分开存储，即两者存储在不同的连续物理块内。文件的内容在一个连续物理块内依次顺序存储；文件的元数据在另一个连续物理块内依次顺序存储。

步骤s204，当上述连续物理块不够用时，再分配预先设定的连续物理块。

当文件内容大小超过连续物理块的大小时，例如连续物理块大小为1M，文件内容为1.5M，此时为文件内容在磁盘内顺序寻找下一个空闲的连续物理块来存储超出的0.5M的数据。

对于文件元数据，在其大小超过连续物理块的大小，例如1M时，同样需要再分配一个连续物理块。

由于文件的元数据集中存储在一个连续物理块，在读取文件的元数据时可以一次性读入内存，避免在读取元数据时转动磁头进行寻址的过程。同时，由于文件的元数据和内容分开存储，在读取文件的内容时，不必判断存储文件的内容的连续物理块中是否有文件的元数据；在读取文件的元数据时，也不必判断其中是否有文件的内容。同时，对于文件的读取操作，在很多情况下是顺序读取的，所以在读取文件时，可以提高文件预读的命中率，从而提高了读取的效率。

通过采用本发明实施例提供的方法，文件存储过程中，为文件分配连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

本发明实施例提供一种文件预读取方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤s301，判断当前需要读取的数据与预先设定的连续物理块的大小；

步骤s302，根据上述判断的结果进行预读取。

如图4所示，当当前需要读取的数据没有超过预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上连续物理块；

如图5所示，当当前需要读取的数据超过预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上连续物理块和下一个连续物理块。

通过采用本发明实施例提供的方法，设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

本发明实施例提供一种文件存储装置，如图6所示，包括：

设定单元61，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元62，用于将文件的数据依次存储在设定单元61预先设定的连续物理块中。

通过采用本发明实施例提供的装置，文件存储过程中，为文件分配连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

本发明实施例提供一种文件存储装置，如图7所示，包括：

设定单元71，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元72，用于将文件的数据依次存储在设定单元71预先设定的连续物理块中。

其中，存储单元72包括：

分配子单元721，用于为文件分配预先设定的连续物理块；具体的，包括为文件的内容和元数据分配预先设定的连续物理块。

存储子单元722，用于将文件的数据依次存储在分配的连续物理块内；具体的，包括将文件的内容和元数据分别存储到相应的连续物理块内。

通过采用本发明实施例提供的装置，文件存储过程中，为文件分配连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

本发明实施例提供一种文件预读取装置，如图8所示，包括：

判断单元81，用于判断当前需要读取的数据与预先设定的连续数据块的大小；

预读单元82，用于根据判断单元81的判断结果进行预读取。

其中，如图9所示，预读单元82包括：

第一预读子单元821，用于当当前需要读取的数据没有超过预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上该连续物理块；

第二预读子单元822，用于当当前需要读取的数据超过预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上该连续物理块和下一个连续物理块。

通过采用本发明实施例提供的装置，设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

本发明实施例提供一种文件存储系统，如图10所示，包括文件存储装置11以及选择装置12；

其中，选择装置12用于选择需要存储的文件；

文件存储装置11用于连续存储选择装置12选择的需要存储的文件；包括：

设定单元111，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元112，用于将文件的数据依次存储在设定单元111预先设定的连续物理块中。

具体的，如图11所示，上述存储单元112包括：

分配子单元1121，用于为文件分配预先设定的连续物理块；具体的，包括为文件的内容和元数据分别分配预先设定的连续物理块；

存储子单元1122，用于将文件的数据依次存储在分配的连续物理块内；具体的，包括将文件的内容和元数据分别存储到相应的连续物理块内。

通过采用本发明实施例提供的系统，文件存储过程中，为文件分配连续物理块，保证文件在连续物理块内的连续存储，从而可以设定文件的预读取策略，提高了文件系统的读取性能。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1、一种文件存储方法，其特征在于，包括:

预先设定存储的连续物理块的大小；

将文件的数据依次存储在所述预先设定的连续物理块中。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将文件的数据依次存储在所述预先设定的连续物理块中的步骤包括:

为文件分配预先设定的连续物理块；

将文件的数据依次存储在所述分配的连续物理块内。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述为文件分配预先设定的连续物理块的步骤包括:

为文件的内容和元数据分别分配预先设定的连续物理块；

所述将文件的数据依次存储在所述分配的连续物理块内具体为将文件的内容和元数据分别存储到相应的连续物理块内。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述文件的内容和元数据在所述分配的连续物理块中按逻辑顺序顺次存储。

5、如权利要求1～4所述的方法，其特征在于，当所述连续物理块不够用时，再分配预先设定的连续物理块。

6、一种文件预读取方法，其特征在于，包括:

判断当前需要读取的数据与预先设定的连续物理块的大小；

根据所述判断的结果进行预读取。

7、如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据判断的结果进行预读取包括:

当当前需要读取的数据没有超过所述预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上所述连续物理块；

当当前需要读取的数据超过所述预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上所述连续物理块和下一个连续物理块。

8、一种文件存储装置，其特征在于，包括:

设定单元，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元，用于将文件的数据依次存储在所述设定单元预先设定的连续物理块中。

9、如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述存储单元包括:

分配子单元，用于为文件分配预先设定的连续物理块；进一步包括为文件的内容和元数据分别分配预先设定的连续物理块；

存储子单元，用于将文件的数据依次存储在所述分配的连续物理块内；具体的，包括将文件的内容和元数据分别存储到相应的连续物理块内。

10、一种文件预读取装置，其特征在于，包括:

判断单元，用于判断当前需要读取的数据与预先设定的连续数据块的大小；

预读单元，用于根据所述判断单元的判断结果进行预读取。

11、如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述预读单元包括:

第一预读单元，用于当当前需要读取的数据没有超过所述预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上所述连续物理块；

第二预读单元，用于当当前需要读取的数据超过所述预先设定的连续物理块大小时，预读取磁盘上所述连续物理块和下一个连续物理块。

12、一种文件存储系统，其特征在于，包括文件存储装置以及选择装置；

所述选择装置用于选择需要存储的文件；

所述文件存储装置用于连续存储所述选择装置选择的需要存储的文件，包括:

设定单元，用于预先设定存储的连续物理块的大小；

存储单元，用于将需要存储的文件的数据依次存储在所述设定单元预先设定的连续物理块中。

13、如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述存储单元包括:

分配子单元，用于为文件分配预先设定的连续物理块；具体的，包括为文件的内容和元数据分别分配预先设定的连续物理块；

存储子单元，用于将文件的数据依次存储在所述分配的连续物理块内；具体的，包括将文件的内容和元数据分别存储到相应的连续物理块内。

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