CN102968380B - 内存文件系统中内存分区的管理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种内存文件系统中内存分区的管理方法，包括：接收到向第一内存分区写入大小文件数据的写入请求；当判断所述第一内存分区的空闲空间的大小Y小于所述文件数据的大小X时，则向系统申请第二内存分区；将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间；当查询到所述第二内存分区的大小足够的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述X字节文件数据。采用本发明，能对内存分区进行动态管理，且不会产生内存碎片，提高了内存空间的利用率。

Description

内存文件系统中内存分区的管理方法和装置

技术领域

本发明涉及内存文件系统中内存分区的管理方法，尤其涉及一种内存动态增减的方法和装置。

背景技术

内存文件系统是一种建立在内存上的文件系统，主要用来存储系统运行时的临时文件。相对于建立在磁盘上的文件系统（数据存储在磁盘上）而言，内存文件系统中所有的目录、文件信息和数据都存储在内存中，且具有读写数据速度快，断电后数据丢失等特点，目前共有两种内存文件系统：Ramdisk和Ramfs。

Ramdisk是在初始化时就向系统申请一块内存作为分区来使用，该内存分区大小固定，之后不能改变，在文件系统卸载前，分配的内存一直占用。Ramdisk内部每次要使用内存时，都是在这个已申请好的内存分区上找一块指定大小的空闲空间来使用。Ramdisk技术可以对所使用的内存分区统一管理，内存分区相对独立，一般不会被系统公共内存区异常操作（如内存越界等）影响。因Ramdisk本身具有垃圾回收功能，所以频繁读写内存分区不会产生内存碎片，但存在着初始化后内存分区大小固定不能改变的缺点，无法适应复杂的系统环境。

Ramfs在初始化不需要预先申请内存，每次要使用内存时都要在系统公共内存上动态申请，某块内存使用完毕即可直接释放。Ramfs在创建时可以指定其最大能使用的内存大小，内存使用灵活，占用的内存大小随着数据量的增减而增减。但存在易产生内存碎片的缺点，内存利用率不高。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种内存管理方法。可解决现有技术中内存分区大小固定和易产生内存碎片的缺点。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种内存文件系统中内存分区的管理方法，包括：

接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中所述第一内存分区的大小为P字节；

当判断所述第一内存分区的空闲空间的大小Y小于所述文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>=P-Y+X；

将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间；

当查询到所述第二内存分区的大小不小于X字节的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述X字节文件数据。

其中，控制所述第二内存分区的大小Q相对于第一内存分区的大小P增加的大小为第一预定值的正整数倍。

其中，所述将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上包括：

将拷贝到所述第二内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第二内存分区的首地址相同。

其中，还包括：

当接收到删除所述第一内存分区上大小为A的文件数据的删除指令时，释放所述文件数据占用的内存空间；

当判断所述第一内存分区上的空闲空间大于第二预定值时，向系统申请大小为L的第三内存分区，其中，L<Q-A;

将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间。

其中，控制所述第三内存分区的大小L相对于第一内存分区的大小P减小的大小为第三预定值的正整数倍。

其中，所述将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上包括：

将拷贝到所述第三内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第三内存分区的首地址相同。

相应地，本发明实施例还提供了一种内存管理装置，包括：

请求接收模块，用于接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中所述第一内存分区的大小为P字节；

新分区申请模块，用于当判断所述第一内存分区的空闲空间的大小Y小于所述文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>=P-Y+X；

旧分区释放模块，用于将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间；

写入模块，用于查询到所述第二内存分区的大小不小于X字节的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述X字节文件数据。

其中，还包括：

删除模块，用于当接收到删除所述第一内存分区上大小为A的文件数据时，释放所述文件数据占用的内存空间；当判断所述第一内存分区上的空闲空间大于第二预定值时，向系统申请大小为L的第三内存分区，其中，L<Q-A;将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间。

其中，还包括：

控制模块，用于控制所述第二内存分区的大小Q相对于第一内存分区的大小P增加的大小为第一预定值的正整数倍；和

用于控制所述第三内存分区的大小L相对于第一内存分区的大小P减小的大小为第三预定值的正整数倍。

其中，所述旧分区释放模块还包括：

合并单元，用于将拷贝到所述第二内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第二内存分区的首地址相同。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

能根据系统的需要对内存分区进行动态管理，且不会产生内存碎片，提高了内存空间的利用率。

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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的一种内存文件系统中内存分区的管理方法的流程示意图；

图2是本发明实施例的一种内存文件系统中内存分区的管理方法的另一流程示意图；

图3是本发明实施例的写入文件的示意图；

图4是本发明实施例的删除文件的示意图；

图5是本发明实施例的一种内存管理装置的结构示意图；

图6是本发明实施例的一种内存管理装置的另一结构示意图；

图7是图6中旧分区释放模块的结构示意图。

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。

参见图1，为本发明实施例的一种内存文件系统中内存分区的管理方法的流程示意图，该流程包括：

步骤101、接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中第一内存分区的大小为P字节。

具体的，第一内存分区在Ramdisk内存盘初始化时已申请好，且大小为P字节，假设该第一内存分区上已写入其他的文件，接收到向第一内存分区写入大小为X字节的文件数据的请求时，执行步骤102；若该第一内存分区没有写入其他的文件，判断该第一内存分区的大小P是否大于X，若为是，则直接将X字节文件数据写入所述第一内存分区，若为否，则向系统申请一块内存空间，以满足写入X字节文件数据的请求。

步骤102、当判断第一内存分区的空闲空间的大小Y小于文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>=P-Y+X。

具体的，当判断第一内存分区的空闲空间的大小Y小于文件数据的大小X时，表明第一内存分区没有足够的空闲空间来写入当前的文件数据，则此时向系统申请一块更大的第二内存分区，第二内存分区的大小至少为P-Y+X，当第二内存分区申请成功时，则执行步骤103；若申请失败，返回无法写入的消息。

步骤103、将第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到第二内存分区上，并释放第一内存分区的空间。

步骤104、当查询到第二内存分区的空闲内存块的大小不小于文件数据的大小X时，向该内存块写入所述文件数据。

实施本发明的实施例，可克服Ramdisk初始化分配好后，大小固定不能改变的缺点，响应系统的要求改变内存分区的大小，提高了内存分区使用的灵活性。

参见图2-图4，为本发明实施例的一种内存文件系统中内存分区的管理方法的另一流程示意图，包括：

步骤201、判断系统发出的是写入文件还是删除文件的请求。

判断系统发出的是向第一内存分区写入文件还是删除第一内存分区的文件的请求，若为写入文件的请求，执行步骤202，若为删除文件的请求，执行步骤207。

步骤202、接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中第一内存分区的大小为P字节。

具体的，参见图3，第一内存分区已写入的文件为文件1、文件2、文件3和文件4，接收到向第一内存分区写入文件5的写入请求。

步骤203、当判断第一内存分区的空闲空间的大小Y小于文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>=P-Y+X。

具体的，当判断第一内存分区的空闲空间的大小小于当前要写入的文件数据的大小时，表明第一内存分区没有足够的空闲空间来写入当前的文件数据，则此时向系统申请一块更大的第二内存分区，第二内存分区的大小至少为P-Y+X，当第二内存分区申请成功时，则执行步骤204，若申请失败，返回无法写入的消息。

步骤204、控制所述第二内存分区的大小Q相对于第一内存分区的大小P增加的大小为第一预定值的正整数倍。

具体的，内存分区增加的大小可以按照1M字节为粒度计算，第一预定值的选取和评估本发明不作限制。若增大的粒度过大则可能浪费较多的内存空间，若增大的粒度较小则可能会需要多次增大分区才能满足需求。例如，若第一内存分区的空闲空间的大小为0.5M字节，此时需要写入0.7M字节的文件数据，则申请的第二内存分区只需要在第一内存分区大小的基础上增加1M字节，若需要写入1.6M字节的文件数据，则第二内存分区需要在第一内存分区的基础上增加2M字节，增加的空间的大小均为规定的第一预定值的正整数倍。

步骤205、将第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝至第二内存分区上，并释放第一内存分区的空间，其中，将拷贝到所述第二内存分区的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第二内存分区的首地址相同。

具体的，参见图3，将第一内存分区上一写入的文件1、文件2、文件3和文件4的数据内容全部拷贝至新申请的第二内存分区，且文件1至文件4合并成一个连续的空间，可以理解的是，文件1、文件2、文件3和文件4的具体的顺序在拷贝没有限制，可以按任意顺序排列，只要满足合并为一个连续的空间即可，且该连续空间的首地址与第二内存分区的首地址相同，即该连续空间要在第二内存分区的最顶端，具体实施时，也可以在第二内存分区的最末端，这样，可以最大限制的保留出第二内存分区的的最大内存块，提高内存空间的利用率。

步骤206、当查询到第二内存分区的大小不小于X字节的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述文件数据。

具体的，遍历第二内存分区上的空闲内存块并计算其大小，当遍历到一个足够写入当前文件数据的空闲内存块时，就将文件数据写入该处，如图3的文件4的后面的空闲内存块。

步骤207、当接收到删除所述第一内存分区上大小为A的文件数据的删除请求时，释放所述文件数据占用的内存空间。

具体的，参见图4，当接收到删除第一内存分区上文件2的删除请求时，释放文件2所占用的内存空间。

步骤208、当判读所述第一内存分区上的空闲空间大于第二预定值时，向系统申请大小为L的第三内存分区，其中，L<P-A。

步骤209、控制所述第三内存分区的大小L相对于第一内存分区的大小P减小的大小为第三预定值的正整数倍。

具体的，假设第三预定值为0.5M字节，内存分区减小可以按照0.5M字节为粒度计算，第二预定值为1M的空闲空间，以防止马上又要写入文件。第三预定值的大小依赖于内存分区增大的粒度，若减小的粒度太大会造成内存分区减小操作不及时，若减小的粒度太小则减小操作可能过于频繁，会出现这样一种情形，内存分区刚刚增加完毕，再删除一个小文件后马上又要减小内存分区。

假设第一内存分区的空闲空间大小为1M字节，若要删除0.1M字节的文件1，在删除文件后，第一内存分区的空闲空间大小变为1.1M，则此时不需要减小内存，至少预留1M字节的空闲空间，若要删除0.7M字节的文件2，在删除文件2后第一内存分区的空闲空间为1.7M，此时申请的第三内存分区的大小要在第一内存分区的大小基础上减小0.5M，若要删除1M字节的文件3，在删除文件3后第一内存分区的空闲空间为2M，此时申请的第三内存分区的大小要在第一内存分区的大小上减小1.5M，减小的内存的大小均为第三预定值0.5M的正整数倍。

步骤210、将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间，其中，将拷贝到所述第三内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第三内存分区的首地址相同。

此过程与步骤205类似，此处不再敖述，合并后的连续空间如图4所示。

实施本发明的实施例，能实现动态增减内存分区大小，使得扩展后的内存文件系统的内存分区相互独立，不会产生内存碎片，提高了内存空间的利用率，同时又能根据需要动态增减分区大小。

参见图5，为本发明实施例的一种内存管理装置的结构示意图，包括：

请求接收模块11，用于接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中所述第一内存分区的大小为P字节。

新分区申请模块12，用于当判断所述第一内存分区的空闲空间的大小Y小于所述文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>=P-Y+X。

旧分区释放模块13，用于将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间。

写入模块14，用于查询到所述第二内存分区的大小不小于X字节的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述X字节文件数据。

实施本发明的实施例，能对内存分区进行动态管理，且不会产生内存碎片，提高了内存空间的利用率。

参见图6和图7，为本发明实施例的一种内存管理装置的另一结构示意图，同样包括请求接收模块11、新分区申请模块12、旧分区释放模块13和写入模块14，除此之外，还包括：

删除模块15，用于当接收到删除所述第一内存分区上大小为A的文件数据时，释放所述文件数据占用的内存空间；当判断所述第一内存分区上的空闲空间大于第二预定值时，向系统申请大小为L的第三内存分区，其中，L<Q-A;将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间。

控制模块16，用于控制所述第二内存分区的大小Q相对于第一内存分区的大小P增加的大小为第一预定值的正整数倍；和

用于控制所述第三内存分区的大小L相对于第一内存分区的大小P减小的大小为第三预定值的正整数倍。

其中，旧分区释放模块13还包括：

合并单元131，用于将拷贝到所述第二内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第二内存分区的首地址相同。

实施本发明的实施例，能实现动态增减内存分区大小，使得扩展后的内存文件系统的内存分区相互独立，不会产生内存碎片，提高了内存空间的利用率，同时又能根据需要动态增减分区大小。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种内存文件系统中内存分区的管理方法，其特征在于，包括：

接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中所述第一内存分区的大小为P字节；

当判断所述第一内存分区的空闲空间的大小Y小于所述文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>＝P-Y+X；

将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间；其中，拷贝到所述第二内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第二内存分区的首地址相同；

当查询到所述第二内存分区的大小不小于X字节的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述X字节文件数据；

当接收到删除所述第一内存分区上大小为A的文件数据的删除指令时，释放所述文件数据占用的内存空间；

当判断所述第一内存分区上的空闲空间大于第二预定值时，向系统申请大小为L的第三内存分区，其中，L<Q-A；

将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

控制所述第二内存分区的大小Q相对于第一内存分区的大小P增加的大小为第一预定值的正整数倍。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

控制所述第三内存分区的大小L相对于第一内存分区的大小P减小的大小为第三预定值的正整数倍。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上包括：

将拷贝到所述第三内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第三内存分区的首地址相同。

5.一种内存管理装置，其特征在于，包括：

请求接收模块，用于接收到向第一内存分区写入大小为X字节文件数据的写入请求，其中所述第一内存分区的大小为P字节；

新分区申请模块，用于当判断所述第一内存分区的空闲空间的大小Y小于所述文件数据的大小X时，则向系统申请大小为Q字节的第二内存分区，其中，Q>＝P-Y+X；

旧分区释放模块，用于将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第二内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间；其中，拷贝到所述第二内存分区上的文件数据合并为一个连续空间，且所述连续空间的首地址与所述第二内存分区的首地址相同；

写入模块，用于查询到所述第二内存分区的大小不小于X字节的空闲内存块时，向该空闲内存块写入所述X字节文件数据；

删除模块，用于当接收到删除所述第一内存分区上大小为A的文件数据时，释放所述文件数据占用的内存空间；当判断所述第一内存分区上的空闲空间大于第二预定值时，向系统申请大小为L的第三内存分区，其中，L<Q-A；将所述第一内存分区上已写入的文件数据全部拷贝到所述第三内存分区上，并释放所述第一内存分区的空间。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括：

控制模块，用于控制所述第二内存分区的大小Q相对于第一内存分区的大小P增加的大小为第一预定值的正整数倍；和

用于控制所述第三内存分区的大小L相对于第一内存分区的大小P减小的大小为第三预定值的正整数倍。