CN103049539A - 一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置，用于提高文件系统的安全性和可靠性。本发明实施例方法包括：首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当对读出的文件数据进行内容修改后将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间，然后修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的修改，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。

Description

一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置。

背景技术

在计算机中普遍使用的文件系统是常用的核心软件，也是计算机操作系统的重要组成部分。计算机上的网页、文档、代码、照片、视频等数据内容，都是以文件的形式保存在文件系统中的。

现有的文件系统中，最常见的是使用硬盘、光盘、闪存等存储设备作为物理存储介质，在存储设备的存储空间的头部指定唯一的一个超级块，然后指定一个元数据存储空间用来存储目录和文件元数据，当后续需要对存储空间写入数据时，需要持续更新这个超级块和元数据存储空间，然后再持续更新文件数据存储空间。

现有技术中的文件系统需要修改其中存储的数据时，通过按照如下方式来实现：首先读文件系统中存储的一个超级块，其次通过该超级块的指引读目录和文件元数据，之后通过该目录和文件元数据读文件数据存储空间，然后对读出的文件数据内容进行修改之后写入该文件数据存储空间，接下来修改目录和文件元数据，最后修改超级块数据。在存储设备中唯一指定的一个超级块通常固定在存储设备头部的位置，每次在文件系统中写入文件数据时，都需要对这个超级块的数据进行修改，也就是说需要修改超级块，多次对超级块的数据进行修改会导致这个超级块容易出现数据错误，从而导致整个文件系统无法访问，文件系统中的文件数据也会丢失损坏。因此，迫切需要提出一种新的文件数据存储方法以解决前述的技术问题，这已经成为了业界经常讨论的问题。

发明内容

本发明实施例提供了一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置，用于提高文件系统的安全性和可靠性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种文件系统中文件数据的存储方法，包括：

读文件系统中最后创建的超级块；

通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

对读出的文件数据进行内容修改，将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间；

根据所述修改后的文件数据和所述新的文件数据存储空间对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改，将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间，之后还包括：

在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置；

当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

第二方面，本发明实施例还提供另一种文件系统中文件数据的存储方法，包括：

读文件系统中最后创建的超级块；

通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

删除所述读出的文件数据和所述最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系；

根据删除所述索引关系的操作对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改，将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间，之后还包括：

在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置；

当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

第三方面，本发明实施例还提供另一种文件系统中文件数据的存储装置，包括：

第一读数据单元，用于读文件系统中最后创建的超级块；

第二读数据单元，用于通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

第三读数据单元，用于通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

第一修改单元，用于对读出的文件数据进行内容修改；

第一存储单元，用于将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间；

第二修改单元，用于根据所述修改后的文件数据和所述新的文件数据存储空间对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改；

第二存储单元，用于将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

第三修改单元，用于根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改；

第三存储单元，用于将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

在本发明的一个实施例中，首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当对读出的文件数据进行内容修改后将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间，然后修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的修改，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。

在本发明的另一个实施例中，首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当删除掉读出的文件数据和最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系后，根据该删除操作修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的删除，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，对于本领域的技术人员来讲，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一种文件系统中文件数据的存储方法的方框流程示意图；

图2为本发明实施例提供的文件系统的整体存储空间描述示意图；

图3为本发明实施例提供的一种文件系统中文件数据的存储方法对超级块、目录和文件元数据、文件数据的处理过程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种文件系统中文件数据的存储方法的应用场景示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储方法的应用场景示意图；

图6为本发明实施例的另一种文件系统中文件数据的存储方法的方框流程示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储方法对超级块、目录和文件元数据、文件数据的处理过程示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储方法的应用场景示意图；

图9为本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储方法的应用场景示意图；

图10为本发明实施例提供的一种文件系统中文件数据的存储装置的组成结构示意图；

图11为本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储装置的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置，用于提高文件系统的安全性和可靠性。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域的技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种文件系统中文件数据的存储方法，如图1所示，包括：

101、读文件系统中最后创建的超级块。

在本发明实施例中，文件系统初始化的时候就会形成一个超级块，这时候没有目录和文件元数据，也没有文件数据，当将文件数据存储到文件系统中后，每一次在文件系统中存储文件数据，都会创建一个超级块以及一个目录和文件元数据，也就是说，经过N次在文件系统中存储文件数据，就需要再创建N个超级块、N个目录和文件元数据，其中，N为自然数，经过N次在文件系统中存储文件数据，文件系统中总共存在有N+1个超级块、N个目录和文件元数据。本发明实施例中，各个超级块分别存储在不同的超级块存储空间中。

为了详细说明本发明实施例提供的文件系统，请参阅如图2所示对文件系统的整体存储空间的描述。文件系统初始化的时候就会形成一个超级块0，这时候没有目录和文件元数据，也没有文件数据，整个存储空间都是空闲存储空间，开始创建目录和文件元数据的时候，第一批次的文件数据被存储到文件数据存储空间，同样创建了新的超级块，如图2中描述的超级块1。当下一批次写到存储空间的数据，又会形成新的超级块，即“超级块2”。再下一批次的写操作，又会形成新的超级块。

需要说明的是，本发明实施例中“最后创建的超级块”指的是在本次读文件系统中超级块的操作之前是最后被创建的超级块，也可以说是最新创建的超级块，本发明实施例中首先读出的就是该最后创建的超级块，通过读取最后创建的超级块，可以获取到用户对当前的文件系统的状态信息。

在本发明实施例中，文件系统中的超级块是文件系统的一个关键的存储空间，这里面保存了该文件系统的关键信息，包括：文件系统的总空间、已经使用的空间、总文件数等等，如果需要访问文件系统必须首先通过超级块的指引才能完成访问操作。故本发明实施例中为了能够从文件系统中读出文件数据必须首先读取超级块。

102、通过最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据。

在本发明实施例中，文件系统初始化的时候就会形成一个超级块，这时候没有目录和文件元数据，也没有文件数据，当将文件数据存储到文件系统中后，每一次在文件系统中存储文件数据，都会创建一个超级块以及一个目录和文件元数据。本发明实施例中，每一个超级块都对应一个目录和文件元数据，各个目录和文件元数据分别存储在不同的文件元数据存储空间中。

需要说明的是，本发明实施例中“最后创建的目录和文件元数据”指的是在本次读文件系统中超级块的操作之前是最后被创建的目录和文件元数据，也可以说是最新创建的目录和文件元数据，本发明实施例中在读出最后创建的超级块之后，通过该最后创建的超级块的指引，读取最后创建的目录和文件元数据，可以获取到用户对当前的文件系统的状态信息。

在本发明实施例中，文件系统中的目录和文件元数据指的是用来完成文件系统的组织和描述功能的数据，例如：文件数据所在的目录、文件数据创建时的时间、文件数据名字、文件数据的大小、文件数据在存储设备中被存储的位置等等信息。只有在读出目录和文件元数据之后，才能通过该目录和文件元数据才能读出文件系统中的文件数据。

103、通过最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据。

在本发明实施例中，每一个超级块都对应一个目录和文件元数据，每一个目录和文件元数据都对应着文件系统中被修改一次后的文件数据，每一次被修改后的文件数据都存储到一个文件数据存储空间中，通过目录和文件元数据的索引，就可以读出文件数据。

在本发明实施例中，通过最后创建的目录和文件元数据，就可以读出与该目录和文件元数据相对应的文件数据。

通过前述步骤101至103，完成了对文件系统中文件数据的读操作，接下来描述如何对文件系统中文件数据的修改，请参阅如下步骤的描述。

104、对读出的文件数据进行内容修改，将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间。

在本发明实施例中，从文件数据存储空间读出文件数据之后，对读出的文件数据进行内容修改，得到修改后的文件数据，将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间中。本发明实施例中对文件数据采取的是只增不减（也可称之为只增不修改）原数据的方法，即对读出的文件数据进行修改之后，是将修改后的文件数据存储到新的文件数据存储空间，而不是像现有技术中将修改后的文件数据存储到原文件数据存储空间，本发明实施例是另外建立新的文件数据存储空间，用来存储修改后的文件数据，而修改前的文件数据仍然保存在原文件数据存储空间中，这样就可以实现被修改的文件数据的恢复，而现有技术中一旦用修改后的文件数据代替原文件数据之后原文件数据就会被替换掉，无法实现数据恢复。

本发明实施例中，新的文件数据存储空间指的是不同于读出的文件数据所存储的空间，本发明实施例中修改后的文件数据是存储在新建的存储空间中，并不会改变原文件数据的存储。也就是说，本发明实施例中每修改一次文件数据就会重新存储修改后的文件数据，可以让文件系统实现每个所修改的版本都有一个快照，其中文件系统快照指的是文件系统在指定的历史时刻的数据内容。例如：一个文件系统创建了一个快照，那么从创建快照之后的所有修改，都不会影响到该快照的内容，不管后续对文件系统进行了多少修改，该快照的内容都是不变的。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤104具体可以包括如下步骤：

将修改后的文件数据写到第一数据缓冲区；

判断第一数据缓冲区是否已经被写满，若是，将第一数据缓冲区中存储的全部文件数据转移到新的文件数据存储空间。

另外，本发明实施例提供的方法还可以包括步骤：当第一数据缓冲区已经被写满时，启用第二数据缓冲区。

具体的，第一数据缓冲区的供电电源由外部电池单独保护；第二数据缓冲区的供电电源由外部电池单独保护。

在具体实现的时候，为了提升性能，提高文件存储空间利用率，可以增加两个数据缓冲区（分别为第一数据缓冲区和第二数据缓冲区），在对文件数据修改后，将修改后的文件数据先写到第一数据缓冲区，当每次写满一个数据缓冲区的时候，启用另外一个空的数据缓冲区，把写满的数据缓冲区中的全部文件数据转移到新的文件数据存储空间（具体可以是硬盘、光盘、磁带等持久存储空间）。转移写满的数据缓冲区的过程就是执行一次新的超级块、修改后的文件数据的写入持久存储的过程。为了提高系统可靠性，这两个数据缓冲区具体可以额外提供单独电池的保护，在外部输入系统的主电源故障无法供电的时候，两个数据缓存区的数据由外部电池单独保护，不会丢失文件数据，进一步的提高文件系统的可靠性和安全性。

105、根据修改后的文件数据和新的文件数据存储空间对最后创建的目录和文件元数据进行内容修改，将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间。

在本发明实施例中，文件数据被修改之后存储到新的文件数据存储空间，则相应的需要修改前述步骤102中读出的目录和文件元数据，因为目录和文件元数据是用于描述文件数据的，当文件数据被修改了之后，文件数据的内容以及存储路径都发生了变化，故需要依据该变化对最后创建的目录和文件元数据进行修改，得到修改后的目录和文件元数据，并将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间中，本发明实施例中对目录和文件元数据采取的也是只增不减（也可以称之为只增不修改）原数据的方法，是将修改后的目录和文件元数据存储到新的文件元数据存储空间中，而不是像现有技术中将修改后的目录和文件元数据存储到原文件元数据存储空间中。本发明实施例中是另外建立新的文件元数据存储空间，用来存储修改后的目录和文件元数据，而修改前的目录和文件元数据仍然保存在原文件元数据存储空间中。这样就可以实现被修改的目录和文件元数据的恢复，而现有技术中一旦用修改后的目录和文件元数据代替原目录和文件元数据之后原目录和文件元数据就会被替换掉，无法实现数据恢复。

106、根据修改后的目录和文件元数据、新的文件元数据存储空间对最后创建的超级块进行内容修改，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

本发明实施例中，依照同步骤104和105中对数据只增不减的方法，同样的对步骤101中读出的超级块进行内容修改，得到修改后的超级块，当文件数据、目录和文件元数据都被修改之后，文件数据、目录和文件元数据的数据内容以及存储路径都发生了变化，则作为文件系统的描述文件的超级块同样需要进行内容修改，并将修改后的超级块写到新的超级块存储空间中。本发明实施例中是另外建立新的超级块存储空间，用来存储修改后的超级块，而修改前的超级块仍然保存在原超级块存储空间中。这样就可以实现被修改的超级块的恢复，而现有技术中一旦用修改后的超级块代替原超级块之后原超级块就会被替换掉，无法实现数据恢复。

需要说明的是，在本发明实施例中，当执行了步骤106之后，还可以包括如下步骤：

在该最后创建的超级块中记录修改后的超级块被写入的位置。

也就是说，修改后的超级块被存储到新的超级块存储空间之后，在步骤101中读出的最后创建的超级块中记录下修改后的超级块的存储路径，这样就增加了从建立老超级块和新超级块之间的索引关系，通过这个索引关系，就可以实现文件中多个文件系统快照之间的互相访问，为实现数据恢复带来便利。无论是从最新的超级块开始访问，还是从最老的超级块开始访问，都可以完整访问整个文件系统的所有版本的数据。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤106执行完成之后，还可以包括如下步骤：

当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

也就是说，本发明实施例中，在删除目录和文件元数据的时候，通过标志设定来实现，而不是在物理上真正的删除数据。将在用户删除目录和文件元数据的时候，通过设置对应目录和文件元数据中的状态标志为“删除”，从而确保标准的文件访问操作无法再访问到已被删除的目录和文件元数据。用户下达的删除操作命令并不是删除实际数据，本发明实施例中是标志为已删除，正常文件操作不能访问已删除的目录和文件元数据，可以通过管理命令恢复和读取被标志为已删除的目录和文件元数据。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤106执行完成之后，还可以包括如下步骤：

接收文件系统管理员发送的介质数据清除命令，其中，介质数据清除命令包括需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据；

根据介质数据清除命令将需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据删除。

也就是说，通过独立提供的介质数据清除命令，可以把物理存储介质上面的数据全部在物理上删除，从而实现数据的真正的数据清除。

在本发明的一个实施例中，首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当对读出的文件数据进行内容修改后将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间，然后修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的修改，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。本发明实施例中，在文件系统创建的时候形成一个初始的超级块，后续超级块的内容发生变化，并不修改原有的超级块存储空间的内容，而是在新的存储空间写新的超级块，形成新版本的超级块数据，避免对同一个超级块的多次修改。

前述的文件系统中文件数据的存储方法描述了文件数据从被读出到修改以及存储的问题，为了说明该文件系统中文件数据的存储方法对超级块、目录和文件元数据、文件数据处理过程，请参阅如图3所示，描述了前述如图1中的步骤101至106如何实现对超级块、目录和文件元数据、文件数据的处理过程。

接下来以一个实际的应用场景对前述的文件系统中文件数据的存储方法进行详细说明。

文件系统中总共创建有N个超级块，分别为：超级块0、超级1、…、超级块N，N为自然数。如图4所示，超级块N是最后创建的超级块，超级块N对应的目录和文件元数据是目录和文件元数据N－1，文件系统中总共创建有N－1个目录和文件元数据，目录和文件元数据N－1索引到的文件数据共有3个，分别为：文件数据1、文件数据2、文件数据3。

在本发明实施例中，首先读文件系统中的超级块N，通过该超级块N，从文件元数据存储空间读目录和文件元数据N－1，然后通过该目录和文件元数据N－1从文件数据存储空间读文件数据2，接下来对读出的文件数据2进行内容修改，则修改后的文件数据定义为文件数据4，将文件数据4存储到新的文件数据存储空间，然后根据该文件数据4和新的文件数据存储空间对目录和文件元数据N－1进行内容修改，得到修改后的目录和文件元数据，命名为目录和文件元数据N，则目录和文件元数据N的索引关系指向了文件数据1、文件数据3、文件数据4，而目录和文件元数据N－1的索引关系仍然指向文件数据1、文件数据2、文件数据3，并没有改变，故本发明实施例中采用的是只增不减的方法，将目录和文件元数据N写到新的文件元数据存储空间，最后根据目录和文件元数据N、新的文件元数据存储空间对超级块N进行内容修改，得到修改后的超级块，命名为超级块N+1，将该超级块写到新的超级块存储空间中，如此，按照本发明实施例中提供的方法只需要对一个超级块进行一次读取，而不会像现有技术中对唯一的一个超级块进行多次读写，这样就可以提高文件系统的可靠性和安全性。

请参阅如图5所示，为本发明实施例提供的另一个应用场景，与前述图4不同的是，在最后创建的超级块中记录修改后的超级块被写入的位置，即建立了超级块N和超级块N+1之间的索引关系，即将两个超级块之间的箭头从单向变成双向的，通过这个索引关系，就可以实现文件中多个文件系统快照之间的互相访问，为实现数据恢复带来便利。无论是从最新的超级块开始访问，还是从最老的超级块开始访问，都可以完整访问整个文件系统的所有版本的数据。

接下来介绍本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储方法，请参阅如图6所示，具体可以包括如下步骤：

601、读文件系统中最后创建的超级块；

602、通过最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

603、通过最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据。

需要说明的是，步骤601至603完成了对文件系统中文件数据的读操作，与前述实施例中步骤101至步骤103的相类似，此处不再赘述，详细说明请参阅前述实施例。

604、删除读出的文件数据和最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系。

在本发明实施例中，从文件数据存储空间读出文件数据之后，将读出的文件数据与最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系删除掉。本发明实施例中对文件数据采取的是只增不减（也可称之为只增不修改）原数据的方法，即对读出的文件数据进行修改之后，并不是将原文件数据删除掉，而是将原文件数据与最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系删除掉，而不是像现有技术中直接将原文件数据删除掉，本发明实施例只是删除掉了索引关系，使得通过该最后创建的目录和文件元数据无法再访问到该读出的文件数据，而删除索引关系前的文件数据仍然保存在原文件数据存储空间中，这样就可以实现文件数据的恢复，而现有技术中一旦将文件数据删除掉件数据之后原文件数据就会被删除掉，无法实现数据恢复。

605、根据删除索引关系的操作对最后创建的目录和文件元数据进行内容修改，将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间。

在本发明实施例中，读出的文件数据和最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系被删除掉之后，则相应的需要修改前述步骤602中读出的目录和文件元数据，因为目录和文件元数据是用于描述文件数据的，当文件数据和目录和文件元数据之间的索引关系都发生了变化，故需要依据该变化对最后创建的目录和文件元数据进行修改，得到修改后的目录和文件元数据，并将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间中，本发明实施例中对目录和文件元数据采取的也是只增不减（也可以称之为只增不修改）原数据的方法，是将修改后的目录和文件元数据存储到新的文件元数据存储空间中，而不是像现有技术中将修改后的目录和文件元数据存储到原文件元数据存储空间中。本发明实施例中是另外建立新的文件元数据存储空间，用来存储修改后的目录和文件元数据，而修改前的目录和文件元数据仍然保存在原文件元数据存储空间中。这样就可以实现被修改的目录和文件元数据的恢复，而现有技术中一旦用修改后的目录和文件元数据代替原目录和文件元数据之后原目录和文件元数据就会被替换掉，无法实现数据恢复。

606、根据修改后的目录和文件元数据、新的文件元数据存储空间对最后创建的超级块进行内容修改，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

本发明实施例中对超级块的修改和前述实施例中步骤106相类似，此处不再赘述。

需要说明的是，在本发明实施例中，当执行了步骤606之后，还可以包括如下步骤：

在该最后创建的超级块中记录修改后的超级块被写入的位置。

也就是说，修改后的超级块被存储到新的超级块存储空间之后，在步骤601中读出的最后创建的超级块中记录下修改后的超级块的存储路径，这样就增加了从建立老超级块和新超级块之间的索引关系，通过这个索引关系，就可以实现文件中多个文件系统快照之间的互相访问，为实现数据恢复带来便利。无论是从最新的超级块开始访问，还是从最老的超级块开始访问，都可以完整访问整个文件系统的所有版本的数据。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤606执行完成之后，还可以包括如下步骤：

当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

也就是说，本发明实施例中，在删除目录和文件元数据的时候，通过标志设定来实现，而不是在物理上真正的删除数据。将在用户删除目录和文件元数据的时候，通过设置对应目录和文件元数据中的状态标志为“删除”，从而确保标准的文件访问操作无法再访问到已被删除的目录和文件元数据。用户下达的删除操作命令并不是删除实际数据，本发明实施例中是标志为已删除，正常文件操作不能访问已删除的目录和文件元数据，可以通过管理命令恢复和读取被标志为已删除的目录和文件元数据。

需要说明的是，在本发明实施例中，步骤606执行完成之后，还可以包括如下步骤：

接收文件系统管理员发送的介质数据清除命令，其中，介质数据清除命令包括需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据；

根据介质数据清除命令将需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据删除。

也就是说，通过独立提供的介质数据清除命令，可以把物理存储介质上面的数据全部在物理上删除，从而实现数据的真正的数据清除。

在本发明的实施例中，首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当删除掉读出的文件数据和最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系后，根据该删除操作修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的删除，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。本发明实施例中，在文件系统创建的时候形成一个初始的超级块，后续超级块的内容发生变化，并不修改原有的超级块存储空间的内容，而是在新的存储空间写新的超级块，形成新版本的超级块数据，避免对同一个超级块的多次修改。

前述的文件系统中文件数据的存储方法描述了文件数据从被读出到删除索引关系以及存储的问题，为了说明该文件系统中文件数据的存储方法对超级块、目录和文件元数据、文件数据处理过程，请参阅如图7所示，描述了前述如图6中的步骤601至606如何实现对超级块、目录和文件元数据、文件数据的处理过程。

接下来以一个实际的应用场景对前述的文件系统中文件数据的存储方法进行详细说明。

文件系统中总共创建有N个超级块，分别为：超级块0、超级1、…、超级块N，N为自然数，如图8所示，超级块N是最后创建的超级块，超级块N对应的目录和文件元数据是目录和文件元数据N－1，文件系统中总共创建有N－1个目录和文件元数据，目录和文件元数据N－1索引到的文件数据共有3个，分别为：文件数据1、文件数据2、文件数据3。

在本发明实施例中，首先读文件系统中的超级块N，通过该超级块N，从文件元数据存储空间读目录和文件元数据N－1，然后通过该目录和文件元数据N－1从文件数据存储空间读文件数据2，接下来将读出的文件数据2与目录和文件元数据N－1之间的索引关系删除掉，然后根据该删除索引关系的操作对目录和文件元数据N－1进行内容修改，得到修改后的目录和文件元数据，命名为目录和文件元数据N，则目录和文件元数据N的索引关系指向了文件数据1和文件数据3，而目录和文件元数据N－1的索引关系仍然指向文件数据1、文件数据2、文件数据3，并没有改变，故本发明实施例中采用的是只增不减的方法，将目录和文件元数据N写到新的文件元数据存储空间，最后根据目录和文件元数据N、新的文件元数据存储空间对超级块N进行内容修改，得到修改后的超级块，命名为超级块N+1，将该超级块写到新的超级块存储空间中，如此，按照本发明实施例中提供的方法只需要对一个超级块进行一次读取，而不会像现有技术中对唯一的一个超级块进行多次读写，这样就可以提高文件系统的可靠性和安全性。

请参阅如图9所示，为本发明实施例提供的另一个应用场景，与前述图8不同的是，在最后创建的超级块中记录修改后的超级块被写入的位置，即建立了超级块N和超级块N+1之间的索引关系，即将两个超级块之间的箭头从单向变成双向的，通过这个索引关系，就可以实现文件中多个文件系统快照之间的互相访问，为实现数据恢复带来便利。无论是从最新的超级块开始访问，还是从最老的超级块开始访问，都可以完整访问整个文件系统的所有版本的数据。

前述实施例分别介绍了本发明实施例提供的两种文件系统中文件数据的存储方法，接下来介绍与前述方法相应的装置，在实际应用中，本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置具体可以内置于计算机文件系统内，通过软件或硬件集成的方式来实现对文件数据的处理。在本发明实施例中将介绍和上述方法实施例中介绍的方法相对应的装置，具体各单元的执行方法可参见上述方法实施例，在此仅描述相关单元的内容，具体说明如下。

本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置，请参阅图10所示，文件系统中文件数据的存储装置1000，包括：

第一读数据单元1001，用于读文件系统中最后创建的超级块；

第二读数据单元1002，用于通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

第三读数据单元1003，用于通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

第一修改单元1004，用于对读出的文件数据进行内容修改；

第一存储单元1005，用于将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间；

第二修改单元1006，用于根据所述修改后的文件数据和所述新的文件数据存储空间对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改；

第二存储单元1007，用于将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

第三修改单元1008，用于根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改；

第三存储单元1009，用于将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置1000，作为其中一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图10中示出）：

记录单元，用于在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置1000，作为其中另一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图10中示出）：

标记单元，用于当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置1000，作为其中另一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图10中示出）：

接收单元，用于接收文件系统管理员发送的介质数据清除命令，所述介质数据清除命令包括需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据；

删除单元，用于根据所述介质数据清除命令将需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据删除。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的第一存储单元1005，作为其中一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图10中示出）：

存储子单元，用于将所述修改后的文件数据写到第一数据缓冲区；

判断子单元，用于判断所述第一数据缓冲区是否已经被写满；

转移子单元，用于当所述第一数据缓冲区已经被写满时，将所述第一数据缓冲区中存储的全部文件数据转移到所述新的文件数据存储空间。

具体的，该第一存储单元1005还可以包括：触发子单元，用于当所述第一数据缓冲区已经被写满时，启用第二数据缓冲区。

需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明如图1所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

在本发明的一个实施例中，首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当对读出的文件数据进行内容修改后将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间，然后修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的修改，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。

本发明实施例提供的另一种文件系统中文件数据的存储装置，请参阅图11所示，文件系统中文件数据的存储装置1100，包括：

第一读数据单元1101，用于读文件系统中最后创建的超级块；

第二读数据单元1102，用于通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

第三读数据单元1103，用于通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

第一删除单元1104，用于删除所述读出的文件数据和所述最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系；

第一修改单元1105，用于根据删除所述索引关系的操作对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改；

第一存储单元1106，用于将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

第二修改单元1107，用于根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改；

第二修改单元1108，用于将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置1100，作为其中一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图11中示出）：

记录单元，用于在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置1100，作为其中另一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图11中示出）：

标记单元，用于当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

需要说明的是，对于本发明实施例提供的文件系统中文件数据的存储装置1100，作为其中另一种可实现的方式是，具体还可以包括如下单元模块（未在图11中示出）：

接收单元，用于接收文件系统管理员发送的介质数据清除命令，所述介质数据清除命令包括需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据；

第二删除单元，用于根据所述介质数据清除命令将需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据删除。

需要说明的是，上述装置各模块/单元之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，其带来的技术效果与本发明方法实施例相同，具体内容可参见本发明如图6所示的方法实施例中的叙述，此处不再赘述。

在本发明的实施例中，首先读文件系统中最后创建的超级块，再读出最后创建的目录和文件数据，然后读出文件数据，当删除掉读出的文件数据和最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系后，根据该删除操作修改最后创建的目录和文件数据，并进行重新存储，最后对最后创建的超级块进行修改，并进行重新存储。也就是说，本发明实施例中，每一次对文件数据的删除，都会重新创建新的超级块，这就可以避免现有技术中对同一个超级块的多次修改，也就不会出现因超级块的多次修改而导致的文件系统失效，可以提高文件系统的可靠性和安全性。

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步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种文件系统中文件数据的存储方法及其装置进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种文件系统中文件数据的存储方法，其特征在于，包括：

读文件系统中最后创建的超级块；

通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

对读出的文件数据进行内容修改，将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间；

根据所述修改后的文件数据和所述新的文件数据存储空间对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改，将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将修改后的超级块写到新的超级块存储空间，之后还包括：

在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置；

当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将修改后的超级块写到新的超级块存储空间，之后还包括：

接收文件系统管理员发送的介质数据清除命令，所述介质数据清除命令包括需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据；

根据所述介质数据清除命令将需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据删除。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间，包括：

将所述修改后的文件数据写到第一数据缓冲区；

判断所述第一数据缓冲区是否已经被写满，若是，将所述第一数据缓冲区中存储的全部文件数据转移到所述新的文件数据存储空间。

5.一种文件系统中文件数据的存储方法，其特征在于，包括:

读文件系统中最后创建的超级块；

通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

删除所述读出的文件数据和所述最后创建的目录和文件元数据之间的索引关系；

根据删除所述索引关系的操作对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改，将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改，将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将修改后的超级块写到新的超级块存储空间，之后还包括：

在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置；

当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

7.一种文件系统中文件数据的存储装置，其特征在于，包括：

第一读数据单元，用于读文件系统中最后创建的超级块；

第二读数据单元，用于通过所述最后创建的超级块，从文件元数据存储空间读最后创建的目录和文件元数据；

第三读数据单元，用于通过所述最后创建的目录和文件元数据，从文件数据存储空间读文件数据；

第一修改单元，用于对读出的文件数据进行内容修改；

第一存储单元，用于将修改后的文件数据写到新的文件数据存储空间；

第二修改单元，用于根据所述修改后的文件数据和所述新的文件数据存储空间对所述最后创建的目录和文件元数据进行内容修改；

第二存储单元，用于将修改后的目录和文件元数据写到新的文件元数据存储空间；

第三修改单元，用于根据所述修改后的目录和文件元数据、所述新的文件元数据存储空间对所述最后创建的超级块进行内容修改；

第三存储单元，用于将修改后的超级块写到新的超级块存储空间。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

记录单元，用于在所述最后创建的超级块中记录所述修改后的超级块被写入的位置；

标记单元，用于当用户需要删除目录和文件元数据时，将用户需要删除的目录和文件元数据所对应的标志位标记为删除。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

接收单元，用于接收文件系统管理员发送的介质数据清除命令，所述介质数据清除命令包括需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据；

删除单元，用于根据所述介质数据清除命令将需要删除的超级块、目录和文件元数据、文件数据删除。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一存储单元，包括：

存储子单元，用于将所述修改后的文件数据写到第一数据缓冲区；

判断子单元，用于判断所述第一数据缓冲区是否已经被写满；

转移子单元，用于当所述第一数据缓冲区已经被写满时，将所述第一数据缓冲区中存储的全部文件数据转移到所述新的文件数据存储空间。

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