CN103605623A - 存储设备的读写控制方法和读写控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种存储设备的读写控制方法和读写控制设备。该存储设备的读写控制方法包括：时延敏感度确定步骤，当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度；读写执行步骤，基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。本发明的方法及设备在考虑不同应用程序的读写操作需求的基础上实现了对存储设备的读写操作的控制，避免了对现有应用程序的改写，节约了存储设备的能源消耗。

Description

存储设备的读写控制方法和读写控制设备

技术领域

本发明涉及数据存储访问技术，尤其涉及一种存储设备的读写控制方法和读写控制设备。

背景技术

存储设备，特别是家用网络连接存储（Network Attached Storage,NAS）设备，以及未来的家庭云存储（Home Cloud Storage）设备，会逐步成为家庭电子设备的标准配置。这些存储设备可以存储各种用户数据，包括文档、软件、图片、多媒体等，并保持一直在线为用户提供读写服务。由于保持一直在线，有关存储设备的节能问题就变得非常重要。

目前的主要节能方法是在存储设备处于空闲状态（idle state）一段时间后自动进入低功耗的睡眠状态（sleep state）。但是，现有方法中对于空闲状态的判定是基于是否存在任何针对存储设备的读写操作来进行的，这样的简单判断并没有考虑不同类型应用程序对于读写操作的不同需求，也没有充分考虑读写操作中读与写的差异性，因此节能效果不甚理想。

文献[1]中公开了一种通过特定应用编程接口（ApplicationProgramming Interface,API），其由具体应用程序来实现协同式存储设备的读写操作，从而达到节能的目的。但是这种方法需要针对应用程序特性对每一个应用程序进行改写，工作量很大而且需要应用程序开发者协助实现，大大降低了该方法的可行性。

文献[1]：Andreas Weissel,Bjoern Beutel,Frank Bellosa,Cooperative I/O-A Novel I/O Semantics for Energy-Aware Applications,Proceedings of the OSDI,2002

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制存储设备读写操作的技术，在考虑不同应用程序的读写操作需求的基础上控制针对存储设备的读写操作，从而减少存储设备的能源消耗。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供一种存储设备的读写控制方法，所述方法包括：

时延敏感度确定步骤，当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度；

读写执行步骤，基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

根据本发明的另一个方面，还提供一种存储设备的读写控制设备，所述设备包括：

时延敏感度确定模块，用于当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，获取所述应用程序的时延敏感度；

读写执行模块，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

根据本发明的另一个方面，还提供一种数据读写系统，所述系统包括一存储设备、一缓存区域和本发明中的读写控制设备。

本发明的技术方案在考虑不同应用程序的读写操作需求的基础上实现了对存储设备的读写操作的控制，避免了对现有应用程序的改写，节约了存储设备的能源消耗。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中存储设备的读写控制方法的流程示意图；

图2是本发明具体实施方式中一个数据读写系统的结构图；

图3a是实施本发明读写控制方法之前的存储设备读写状态示意图；

图3b是实施本发明读写控制方法之后的存储设备读写状态示意图；

图4是本发明具体实施方式中读写控制设备的结构图；

图5是本发明具体实施方式中读写控制设备的另一个结构图；

图6是本发明具体实施方式中读写控制设备的一种硬件设备结构图。

图7是本发明具体实施方式中读写控制设备通过检测应用程序特性来确定时延敏感度的示意图。

具体实施方式

下面结合附图（若干附图中相同的标号表示相同的元素）和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本领域技术人员可以理解，本发明中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

通过研究发现，存储设备的状态通常包括三种：活动状态（activestate）、空闲状态和睡眠状态。在活动状态和空闲状态时存储设备的能源消耗都较大，而在睡眠状态时能源消耗则会明显降低。由于任何读写操作的执行都会使存储设备处于活动状态，因此，在存储设备的节能方面的一个重要考虑是对读写操作进行控制，以设法增加存储设备处于睡眠状态的时间。

同时通过对现有应用程序的研究发现，几乎所有应用程序都需要对存储设备进行一定数量的读写操作，但是每个应用程序的读写操作对于时延的敏感程度是不同的，对于时延非常敏感的应用程序（例如需要时时与用户交互的游戏应用程序等）的读写操作需要在短时间内被执行，对于时延并不敏感的应用程序（例如在后台运行的P2P下载应用程序等）的读写操作则有可能在一段较长时延之后完成而并不影响该应用程序的运行。因此，有可能根据应用程序的读写操作对于时延的敏感程度来对这些读写操作进行控制，在尽量不影响应用程序运行的情况下设法增加存储设备处于睡眠状态的时间，从而达到节约存储设备能源的目的。

在本发明的应用程序读写控制技术中，主动获取对存储设备进行读写操作的应用程序对于时延的敏感程度，基于该时延敏感程度对不同应用程序实施不同的读写控制策略，尽可能地将对时延较不敏感的应用程序的读或写操作实现合并以增加存储设备处于睡眠状态的时间。这样，对时延敏感程度的主动获取避免了对每个应用程序的改写，而且充分考虑了不同类型应用程序的读写操作对于时延的不同需求，以及读操作与写操作之间的差异性，可以有效地节约存储设备的能源消耗。

如图1所示，本发明具体实施方式中提供一种存储设备的读写控制方法，所述方法包括：

时延敏感度确定步骤S10，当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度；

读写执行步骤S20，基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

同时，图2示出了本发明具体实施方式中一个数据读写系统的结构图，其提供了实现上述读写控制方法的具体场景。该数据读写系统主要包括读写控制设备100、存储设备200和缓存区域300等。其中，该存储设备200有可能是家庭网络连接存储设备或者是云存储设备等，其可存储供用户应用程序（例如图2中所示出的多个应用程序1～n）读写的各种用户数据，包括文档、软件、图片、多媒体等，并保持一直在线为用户提供读写服务。缓存区域300可由随机存取存储器等实现，用于暂时存储应用程序所要读写的数据，并在本发明中协助实现上述读写控制方法，具体将在后文后详细介绍。读写控制设备100用于控制至少一个应用程序对存储设备200的读写操作，从而实施上述读写控制方法。

下面，结合附图来说明上述读写控制方法的各步骤流程和功能。

在本发明一个具体实施方式的读写控制方法中，可进一步包括检测是否存在要对该存储设备200进行读写操作的应用程序的步骤，从而判断此时是否有应用程序要对存储设备200进行读写操作。当未检测到有应用程序要对存储设备200进行读写操作的时候，就可以设置存储设备200进入其空闲状态。而当存储设备200进入空闲状态超过一预定时间段之后，就可以设置存储设备200进入睡眠状态以节约存储设备200的能源消耗。本领域技术人员可以根据需要来设置该时间段的长短，例如设为5分钟，则存储设备200在进入空闲状态5分钟之后进行睡眠状态。

时延敏感度确定步骤S10，当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度。

当检测到有应用程序要对存储设备200进行读写操作的时候，在上述时延敏感度确定步骤中确定该应用程序的时延敏感度，从而确定该应用程序的读写操作对于时延的敏感程度。

该时延敏感度可以以不同方式来体现。例如，可将时延敏感度分为离散整数的1～5这5个时延敏感度等级，时延敏感度等级越小表示该应用程序的读写操作对时延越不敏感，即1表示应用程序的读写操作对时延最不敏感，5表示应用程序的读写操作对时延最敏感。再例如，可定义一时延敏感度参数，并为其设定一取值范围（例如是[0,1]），该时延敏感度参数在取值范围内的值越小表示该应用程序的读写操作对时延越不敏感。再例如，作为一种特殊情况，也可以将时延敏感度二值化，简单地确定为该应用程序对时延敏感或者该应用程序对时延不敏感。

在时延敏感度确定步骤的一个具体实施方式中，可通过主动检测应用程序的至少一个特性来确定所述应用程序的所述时延敏感度。图7示出了本发明具体实施方式中的存储设备200的一个体系架构图，在时延敏感度确定步骤中读写控制设备100可从图7体系架构的操作系统的各操作模块中抽取相关数据，从而检测应用程序的至少一个特性以确定该应用程序的该时延敏感度。例如，可从存储设备200的操作系统中的通知管理部分（图7中示出的“1.Notification Mgmt.”）中检测应用程序的用户交互特性；可从文件系统部分（图7中示出的“2.File System”）中检测应用程序的读写资源特性；可从存储设备输入输出部分（图7中示出的“3.Storage I/O”）中检测应用程序的读写操作规律特性；可从网络输入输出部分（图7中示出的“4.NetworkI/O”）中检测应用程序的网络传输特性；可从处理器调度部分（图7中示出的“5.CPU Scheduling”）中检测应用程序的处理器使用特性等。下面分别具体介绍上述提及的5种应用程序特性。

（1）用户交互特性：通过通知管理部分的消息来判断用户是否频繁与应用程序进行交互，可以直接确定该应用程序的读写操作时延敏感度，频繁与用户交互的应用程序通常时延敏感度较高；

（2）读写资源特性：通过文件系统部分的读写函数来获取应用程序的具体读写文件信息，可以部分确定该应用程序的读写操作时延敏感度，通常还需要其它特性来辅助以达到更为准确的确定结果；

（3）读写操作规律特性：通过存储设备输入输出部分来统计应用程序的底层读写操作的时间分布规律，读或写操作的持续时间越长表示对于时延越不敏感，其可以部分确定该应用程序的读写操作时延敏感度，通常还需要其它特性来辅助以达到更为准确的确定结果；

（4）网络传输特性：通过网络输入输出部分统计应用程序的网络访问特性，如端口数量、上传下载流量、流量的时间分布规律等，可以直接确定该应用程序的读写操作时延敏感度，长时间、多端口、小流量的应用程序通常的时延敏感度较低；

（5）处理器使用特性：通过处理器调度部分统计应用程序的处理器使用的时间分布规律，可以直接确定该应用程序的读写操作时延敏感度，高处理器使用的应用程序通常时延敏感度较高。

在上述5种应用程序特性中，在依据读写资源特性或读写操作规律特性单独进行时延敏感度检测时虽然可以实现对应用程序时延敏感度的检测，但是有可能会出现较大误差率；而相比而言，在单独依据用户交互特性、网络传输特性或处理器使用特性来进行时延敏感度检测时，由于这些特性与应用程序的类型、用途等自身特点的关系更为紧密（而不是仅与应用程序的读写操作相关），更能反映应用程序的时延需求，因此对时延敏感度的检测具有更高的准确性和更好的效果。

当然，本领域技术人员也可以综合考虑上述应用程序特性中的多个来确定应用程序的时延敏感度，从而进一步增强检测的准确性。具体地，本领域技术人员可以首先根据每个特性给出时延敏感度（例如体现为一时延敏感度等级或一时延敏感度参数），然后根据实际需求中对于各特征的重视程度，基于现有技术中公知的归一化方法和权重确定方法来确定各特性在时延敏感度确定中的权重值，将得到的多个时延敏感度进行加权计算，从而最终确定该应用程序的综合时延敏感度。

下面表1给出了一个结合多个应用程序特性来确定时延敏感度的实例。

表1

上述实例中综合考虑了应用程序的读写操作时间特性、读写资源特性、网络传输特性、用户交互特性、处理器使用特性等应用程序特性，并最终在[0,1]的取值范围内得到了3个不同应用程序的时延敏感度参数作为所确定的时延敏感度。由表1可见，该P2P下载程序的综合时延敏感度参数为0.1，表示该应用程序对于时延非常不敏感，而该本地3D射击游戏的综合时延敏感度参数为0.9，表示该应用程序对时延非常敏感。

在时延敏感度确定步骤的另一个具体实施方式中，还可以读取已有的应用程序时延敏感度数据来确定该时延敏感度。例如，当以上一实施方式确定一应用程序的时延敏感度后，可将其保存到一存储位置（例如一数据库）中，这样，再次检测到该应用程序的读写操作后就可以直接从该存储位置中读取该时延敏感度，这样提高了确定应用程序时延敏感度的效率。

读写执行步骤S20，基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

由于在上文介绍的时延敏感度确定步骤中确定了要对存储设备进行读写操作的应用程序的时延敏感度，在本步骤中，将基于该时延敏感度对不同应用程序实施不同的读写控制策略。在此过程中，对读操作和写操作区别控制，将对时延较不敏感的应用程序的读或写操作尽量实现合并以增加存储设备处于睡眠状态的时间。这样，充分考虑了不同类型应用程序的读写操作对于时延的不同需求，以及读操作与写操作之间的差异性，可以有效地节约存储设备的能源消耗。

在一个具体实施方式中，当要对存储设备200进行的读写操作是读操作时，应用程序需要从存储设备200中读取特定数据，这时可根据存储设备200的状态来使用不同的读取控制策略。

如果此时存储设备200处于活动状态，这说明有其它读写操作正在操作该存储设备200，此时执行该读操作并不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此可直接执行该读操作，从该存储设备200中读取所要读取的数据。

如果此时存储设备200处于睡眠状态或空闲状态，说明该存储设备200正在或者有可能进入低能耗的睡眠状态，如果此时直接执行该读操作就会将该存储设备200唤醒至活动状态而影响对存储设备200的节能。因此在这种情况下，可实施一节能策略而暂时不对该存储设备200执行该读操作。

具体地，此时可首先检测缓存区域300中是否存在该读操作所要读取的数据，这是由于该读操作所要读取的数据有可能已被之前的其他读操作读取到或者其他写操作写入到该缓存区域300中。如果该缓存区域300中已存在该读操作所要读取的数据，则可以从该缓存区域300中直接读取该数据，如果该缓存区域300中不存在该读操作所要读取的数据，则设置该读操作进行等待。

作为一种情况，在该读操作进行等待的过程中，如果该存储设备200由于该读操作以外的其他操作而变为活动状态，这时执行该读操作已不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此可开始执行该读操作。

作为另外一种情况，在该读操作进行等待的过程中，如果该读操作的等待时间超过了一个与应用程序的时延敏感度相关的第一阈值时间，便从该存储设备200中读取所要读取的数据以执行该读操作。这是由于在时延敏感度确定步骤中所确定的每个应用程序的时延敏感度决定了该应用程序的读写操作对于时延（等待）的容忍程度。当一应用程序对时延比较敏感时，其读操作可以容忍的等待时间较短，此时可将第一阈值设置为较短的时间段，而当该应用程序对时延不是非常敏感时，其读操作可以容忍的等待时间较长，此时可将第一阈值设置为较长的时间段。在一个优选实施方式中，本发明方法中还可以进一步包括基于应用程序的时延敏感度来设置该第一阈值的步骤，从而使得所确定的应用程序的时延敏感度与之后读写执行步骤中所实施的读写控制策略关联起来。具体地，当利用取值范围为[0,1]的时延敏感度参数来表示应用程序的时延敏感度时，可采用例如下面公式（1）的算法来设置该第一阈值：

ξ₁＝-c₁×log(ω)   (1)

其中，ξ1表示该第一阈值；ω表示该读操作所对应的应用程序的时延敏感度参数，由时延敏感度确定步骤中确定得到；c₁表示一时间常数，本领域技术人员可以根据具体需求在10～1000秒范围之间灵活设置该时间常数的取值。

作为另外一种情况，如果该应用程序被设置为等待的读操作的数量超过一个与应用程序的时延敏感度相关的第二阈值数量，便从所述存储设备200中读取各读操作所要读取的数据。这是由于在时延敏感度确定步骤中所确定的每个应用程序的时延敏感度决定了该应用程序的读写操作对于等待的容忍程度。当一应用程序对时延比较敏感时，其读操作可以容忍的等待数量相应较小，此时可将第二阈值设置为较小的数量，而当该应用程序对时延不是非常敏感时，其读操作可以容忍的等待数量较大，此时可将第二阈值设置为较大的数量。在一个优选实施方式中，本发明方法中还可以进一步包括基于应用程序的时延敏感度来设置该第二阈值的步骤，从而使得所确定的应用程序的时延敏感度与之后读写执行步骤中所实施的读写控制策略关联起来。具体地，当利用取值范围为[0,1]的时延敏感度参数来表示应用程序的时延敏感度时，可采用例如下面公式（2）的算法来设置该第二阈值：

ξ₂＝[(c₂/ω)-1]²   (2)

其中，ξ₂表示该第二阈值；ω表示该读操作所对应的应用程序的时延敏感度参数，由时延敏感度确定步骤中确定得到；c₂表示一数量常数，本领域技术人员可以根据具体需求设置该数量常数的取值，例如取为1。

由上述描述可见，作为本发明的技术要点之一，通过设置该读操作进行等待，便有可能将多个读操作合并处理以增加存储设备处于睡眠的时间。同时，本发明的具体实施方式又可以基于应用程序的时延敏感程度的不同来实施不同的读控制策略，具体体现在根据时延敏感度来对被设置为等待的读操作的等待时间阈值或者被设置为等待的读操作的数量阈值进行调整。

在一个具体实施方式中，当要对存储设备200进行的读写操作是写操作时，应用程序需要向存储设备200中写入特定数据，这时可根据存储设备200的状态来使用不同的写入控制策略。

如果此时存储设备200处于活动状态，这说明有其它读写操作正在操作该存储设备200，此时执行该写操作并不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此可直接执行该写操作，向该存储设备200中写入所要写入的数据。

如果此时存储设备200处于睡眠状态或空闲状态，说明该存储设备200正在或者有可能进入低能耗的睡眠状态，如果此时直接执行该写操作就会将该存储设备200唤醒至活动状态而影响对存储设备200的节能。因此在这种情况下，实施一节能策略，暂时不对该存储设备200执行该写操作而设置该写操作进行等待。

具体地，作为一种情况，在该写操作进行等待的过程中，如果该存储设备200由于该写操作以外的其他操作而变为活动状态，这时执行该写操作已不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此可开始执行该写操作。

作为另外一种情况，与上文中介绍的读操作类似，在该写操作进行等待的过程中，如果该写操作的等待时间超过一个与应用程序的时延敏感度相关的第三阈值时间，便向该存储设备200中写入所要写入的数据以执行该写操作。在一个优选实施方式中，本发明方法中还可以进一步包括基于应用程序的时延敏感度来设置该第三阈值的步骤。具体地，当利用取值范围为[0,1]的时延敏感度参数来表示应用程序的时延敏感度时，可采用与公式（1）类似的算法来设置该第三阈值ξ3，此处不再赘述。

作为另外一种情况，与上文中介绍的读操作类似，如果该应用程序被设置为等待的写操作的数量超过一个与应用程序的时延敏感度相关的第四阈值数量，便向该存储设备200中写入各写操作所要写入的数据。在一个优选实施方式中，本发明方法中还可以进一步包括基于应用程序的时延敏感度来设置该第四阈值的步骤。具体地，当利用取值范围为[0,1]的时延敏感度参数来表示应用程序的时延敏感度时，可采用与公式（2）类似的算法来设置该第四阈值ξ4，此处不再赘述。

作为另外一种情况，在该写操作进行等待的过程中，可将该写操作所要写入的数据存入该缓存区域300中，并当所存的数据量达到该缓存区域300最大空间的一阈值比例时，将存入该缓存区域300中的数据写入该存储设备200以执行该写操作。这样，该缓存区域300可以在写操作处于等待的时候对所要写入的数据进行缓存处理，同时控制缓存区域中的数据量，方便了后续的写操作。本领域技术人员可以根据需求来自由设置该阈值比例的取值。

由上述描述可见，作为本发明的技术要点之一，通过设置该写操作进行等待，便有可能将多个写操作合并处理以增加存储设备处于睡眠的时间。同时，本发明的具体实施方式又可以基于应用程序的时延敏感程度的不同来实施不同的写控制策略，具体体现在根据时延敏感程度来对被设置为等待的写操作的等待时间阈值或者被设置为等待的写操作的数量阈值进行调整。

根据上述读写执行步骤中的读写控制策略，有可能将多个读操作或写操作合并处理以增加存储设备处于睡眠的时间，从而有效节约存储设备的能源消耗。图3a和图3a中分别示出了使用本发明上述读写控制方法前后的存储设备读写状态图，通过对比可以看出由于部分读操作或写操作被合理地合并，大大增加了存储设备处于睡眠状态的时间。

本领域技术人员可以理解，在本发明具体实施方式的上述方法中，各步骤的序号大小并不意味着执行顺序的先后，各步骤的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明具体实施方式的实施过程构成任何限定。

此外，本发明一实施例中还提供了一种计算机可读介质，包括在被执行时进行以下操作的计算机可读指令：执行上述图1所示实施方式中的方法的步骤S10和S20的操作。

如图4所示，本发明具体实施方式中还提供一种存储设备的读写控制设备100，所述读写控制设备100包括：

时延敏感度确定模块110，用于当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度；

读写执行模块120，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

下面，结合附图2、4-5来说明本发明中存储设备的读写控制设备的各功能模块。

如图5所示，在本发明一个优选实施方式的读写控制设备100中，可进一步包括一应用程序检测模块130，用于检测是否存在要对该存储设备200进行读写操作的应用程序，从而判断此时是否有应用程序要对存储设备200进行读写操作。在另一个优选实施方式中，该读写控制设备100可进一步包括一空闲状态设置模块140，当未检测到有应用程序要对存储设备200进行读写操作的时候，该空闲状态设置模块140可以设置存储设备200进入其空闲状态。在另一个优选实施方式中，该读写控制设备100可进一步包括一睡眠状态设置模块150，当存储设备200进入空闲状态超过一预定时间段之后，该睡眠状态设置模块150可以设置存储设备200进入睡眠状态以节约存储设备200的能源消耗。

时延敏感度确定模块110，用于当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度。该时延敏感度可以以时延敏感度等级、时延敏感度参数等不同形式体现。此时，该时延敏感度确定模块110通过确定该时延敏感度参数或该时延敏感度等级来确定所述时延敏感度。

在时延敏感度确定模块110的一个具体实施方式中，其可通过主动检测应用程序的至少一个特性来确定所述应用程序的所述时延敏感度。应用程序的特征可包括例如应用程序的读写操作时间特性、读写资源特性、网络传输特性、用户交互特性、处理器使用特性等。

在时延敏感度确定模块110的另一个具体实施方式中，其可以读取已有的应用程序时延敏感度数据来确定该时延敏感度。在一个优选实施方式中，当确定一应用程序的时延敏感度后，该读写控制设备100中的一保存模块160可将该时延敏感度保存到一存储位置（例如一数据库）中。这样，再次检测到该应用程序的读写操作后，时延敏感度确定模块110就可以直接从该存储位置中读取该时延敏感度，这样提高了确定应用程序时延敏感度的效率。

读写执行模块120，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

在读写执行模块120的一个具体实施方式中，当要对存储设备200进行的读写操作是读操作时，应用程序需要从存储设备200中读取特定数据，这时可根据存储设备200的状态来使用不同的读取控制策略。在一个优选实施方式中，该读写控制设备100可进一步包括一存储设备状态检测模块170，用于检测该存储设备200的状态。

如果存储设备状态检测模块170检测到此时存储设备200处于活动状态，这说明有其它读写操作正在操作该存储设备200，此时执行该读操作并不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此读写执行模块120可直接执行该读操作，从该存储设备200中读取所要读取的数据。

如果存储设备状态检测模块170检测到此时存储设备200处于睡眠状态或空闲状态，说明该存储设备200正在或者有可能进入低能耗的睡眠状态，如果此时直接执行该读操作就会将该存储设备200唤醒至活动状态而影响对存储设备200的节能。因此在这种情况下，读写执行模块120可实施一节能策略而暂时不对该存储设备200执行该读操作。

具体地，此时读写执行模块120可首先检测缓存区域300中是否存在该读操作所要读取的数据。如果该缓存区域300中已存在该读操作所要读取的数据，读写执行模块120则可以从该缓存区域300中直接读取该数据，如果该缓存区域300中不存在该读操作所要读取的数据，读写执行模块120则设置该读操作进行等待。

作为一种情况，在该读操作进行等待的过程中，如果该存储设备200由于该读操作以外的其他操作而变为活动状态，这时执行该读操作已不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此读写执行模块120可开始执行该读操作。

作为另外一种情况，在一个优选实施方式中，该读写控制设备100可以进一步包括一计时器181，用于记录读操作或者写操作的等待时间。在该读操作进行等待的过程中，如果计时器181记录到该读操作的等待时间超过了一个与应用程序的时延敏感度相关的第一阈值时间，读写执行模块120便从该存储设备200中读取所要读取的数据以执行该读操作。在一个优选实施方式中，该读写控制设备100还可以进一步包括一第一阈值设置模块191，用于基于应用程序的时延敏感度来设置该第一阈值，从而使得所确定的应用程序的时延敏感度与之后读写执行步骤中所实施的读写控制策略关联起来。

作为另外一种情况，在一个优选实施方式中，该读写控制设备100可以进一步包括一计数器182，用于被设置为等待的读操作或者写操作的数量。如果计数器182记录到该应用程序被设置为等待的读操作的数量超过一个与应用程序的时延敏感度相关的第二阈值数量，读写执行模块120便从所述存储设备200中读取各读操作所要读取的数据。在一个优选实施方式中，该读写控制设备100还可以进一步包括一第二阈值设置模块192，用于基于应用程序的时延敏感度来设置该第二阈值，从而使得所确定的应用程序的时延敏感度与之后读写执行步骤中所实施的读写控制策略关联起来。

在读写执行模块120的一个具体实施方式中，当要对存储设备200进行的读写操作是写操作时，应用程序需要向存储设备200中写入特定数据，这时可根据存储设备200的状态来使用不同的写入控制策略。

如果存储设备状态检测模块170检测到此时存储设备200处于活动状态，这说明有其它读写操作正在操作该存储设备200，此时执行该写操作并不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此读写执行模块120可直接执行该写操作，向该存储设备200中写入所要写入的数据。

如果存储设备状态检测模块170检测到此时存储设备200处于睡眠状态或空闲状态，说明该存储设备200正在或者有可能进入低能耗的睡眠状态，如果此时直接执行该写操作就会将该存储设备200唤醒至活动状态而影响对存储设备200的节能。因此在这种情况下，读写执行模块120可实施一节能策略，暂时不对该存储设备200执行该写操作而设置该写操作进行等待。

具体地，作为一种情况，在该写操作进行等待的过程中，如果该存储设备200由于该写操作以外的其他操作而变为活动状态，这时执行该写操作已不会对该存储设备200的能源消耗造成影响，因此读写执行模块120可开始执行该写操作。

作为另外一种情况，在该写操作进行等待的过程中，如果计时器181记录到该写操作的等待时间超过了一个与应用程序的时延敏感度相关的第三阈值时间，读写执行模块120便向该存储设备200中写入所要写入的数据以执行该写操作。在一个优选实施方式中，该读写控制设备100还可以进一步包括一第三阈值设置模块193，用于基于应用程序的时延敏感度来设置该第三阈值。

作为另外一种情况，如果计数器182记录到该应用程序被设置为等待的写操作的数量超过一个与应用程序的时延敏感度相关的第四阈值数量，读写执行模块120便向该存储设备200中写入各写操作所要写入的数据。在一个优选实施方式中，该读写控制设备100还可以进一步包括一第四阈值设置模块194，用于基于应用程序的时延敏感度来设置该第四阈值。

作为另外一种情况，在该写操作进行等待的过程中，读写执行模块120可将该写操作所要写入的数据存入该缓存区域300中，并当所存的数据量达到该缓存区域300最大空间的一阈值比例时，将存入该缓存区域300中的数据写入该存储设备200以执行该写操作。

图6为本发明实施例提供的一种读写控制设备600的硬件结构示意图，本发明具体实施例并不对读写控制设备600的具体实现做限定。如图6所示，该读写控制设备600可以包括：

处理器(processor)610、通信接口(Communications Interface)620、存储器(memory)630、以及通信总线640。其中：

处理器610、通信接口620、以及存储器630通过通信总线640完成相互间的通信。

通信接口620，用于与比如客户端等的网元通信。

处理器610，用于执行程序632，具体可以实现上述图4-5所示的产品实施例中读写控制设备的相关功能。

具体地，程序632可以包括程序代码，所述程序代码包括计算机操作指令。

处理器610可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC（Application Specific Integrated Circuit），或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。

存储器630，用于存放程序632。存储器630可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。程序632具体可以实现如下步骤：

时延敏感度确定步骤，当检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度；

读写执行步骤，基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述装置实施例中的对应描述，在此不再赘述。

尽管此处所述的主题是在结合操作系统和应用程序在计算机系统上的执行而执行的一般上下文中提供的，但本领域技术人员可以认识到，还可结合其他类型的程序模块来执行其他实现。一般而言，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、组件、数据结构和其他类型的结构。本领域技术人员可以理解，此处所述的本主题可以使用其他计算机系统配置来实践，包括手持式设备、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费电子产品、小型计算机、大型计算机等，也可使用在其中任务由通过通信网络连接的远程处理设备执行的分布式计算环境中。在分布式计算环境中，程序模块可位于本地和远程存储器存储设备的两者中。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及方法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对原有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，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方法的全部或部分步骤。而前述的计算机可读取存储介质包括以存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方式或技术来实现的物理易失性和非易失性、可移动和不可因东介质。计算机可读取存储介质具体包括，但不限于，U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电可擦可编程只读存储器（EEPROM）、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘（DVD）、HD-DVD、蓝光（Blue-Ray）或其他光存储设备、磁带、磁盘存储或其他磁性存储设备、或能用于存储所需信息且可以由计算机访问的任何其他介质。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (46)

1.一种存储设备的读写控制方法，其特征在于，所述方法包括：

时延敏感度确定步骤，当检测到要对所述存储设备进行读写操作的一应用程序时，确定所述应用程序的时延敏感度；

读写执行步骤，基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述时延敏感度确定步骤中，通过确定一时延敏感度参数或一时延敏感度等级来确定所述时延敏感度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述时延敏感度参数的取值范围是[0,1]，所述时延敏感度参数的值越小表示所述应用程序的读写操作对时延越不敏感；

所述时延敏感度等级分为1～5的整数等级，所述时延敏感度等级越小表示所述应用程序的读写操作对时延越不敏感。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过检测所述应用程序的网络传输特性、用户交互特性、处理器使用特性中的至少一项来确定所述应用程序的所述时延敏感度。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过检测所述应用程序的读写操作时间特性和/或读写资源特性来确定所述应用程序的所述时延敏感度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过检测所述应用程序的读写操作时间特性、读写资源特性、网络传输特性、用户交互特性、处理器使用特性中的至少两项来综合确定所述应用程序的所述时延敏感度。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所确定的所述应用程序的所述时延敏感度保存到一存储位置。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述时延敏感度确定步骤中，从一存储位置读取所述应用程序的所述时延敏感度，从而确定所述时延敏感度。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述读写执行步骤中，

当所述读写操作为读操作时，如果所述存储设备处于活动状态，从所述存储设备中读取所要读取的数据以执行该读操作。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述读写执行步骤中，

当所述读写操作为读操作时，如果所述存储设备处于睡眠状态或空闲状态，检测一缓存区域中是否存在该读操作所要读取的数据，

如果所述缓存区域中存在该读操作所要读取的数据，则从所述缓存区域中读取该数据，如果所述缓存区域中不存在该读操作所要读取的数据，设置该读操作进行等待。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，

如果读操作的等待时间超过一第一阈值，或者

等待的读操作的数量超过一第二阈值，或者

在等待过程中所述存储设备变为活动状态，从所述存储设备中读取所要读取的数据以执行该读操作。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述应用程序的所述时延敏感度设置所述第一阈值和/或所述第二阈值。

13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述读写执行步骤中，

当所述读写操作为写操作时，如果所述存储设备处于活动状态，向所述存储设备中写入所要写入的数据以执行该写操作。

14.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述读写执行步骤中，

当所述读写操作为写操作时，如果所述存储设备处于睡眠状态或空闲状态，设置该写操作进行等待。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

如果写操作的等待时间超过一第三阈值，或者

等待的写操作的数量超过一第四阈值，或者

在等待过程中所述存储设备变为活动状态，将所要写入的数据写入所述存储设备以执行该写操作。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

基于所述应用程序的所述时延敏感度设置所述第三阈值和/或所述第四阈值。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，

在设置该写操作进行等待后，该写操作所要写入的数据被存入一缓存区域中，当所存的数据量达到所述缓存区域最大空间的一阈值比例时，将存入所述缓存区域中的数据写入所述存储设备以执行该写操作。

18.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法中，进一步包括检测是否存在要对所述存储设备进行读写操作的应用程序的步骤。

19.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法中，当未检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，设置所述存储设备进入空闲状态。

20.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法中，当所述存储设备进入空闲状态的时间超过一预定时间段时，设置所述存储设备进入睡眠状态。

21.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储设备是家庭网络连接存储设备或者云存储设备。

22.一种存储设备的读写控制设备，其特征在于，所述设备包括：

时延敏感度确定模块，用于当检测到要对所述存储设备进行读写操作的一应用程序时，获取所述应用程序的时延敏感度；

读写执行模块，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度执行所述应用程序的读写操作。

23.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述时延敏感度确定模块用于通过确定一时延敏感度参数或一时延敏感度等级来确定所述时延敏感度。

24.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述时延敏感度确定模块用于通过检测所述应用程序的网络传输特性、用户交互特性、处理器使用特性中的至少一项来确定所述应用程序的时延敏感度。

25.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述时延敏感度确定模块用于通过检测所述应用程序的读写操作时间特性和/或读写资源特性来确定所述应用程序的时延敏感度。

26.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述时延敏感度确定模块用于通过检测所述应用程序的读写操作时间特性、读写资源特性、网络传输特性、用户交互特性、处理器使用特性中的至少两项来综合确定所述应用程序的时延敏感度。

27.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

保存模块，用于将所确定的所述应用程序的所述时延敏感度保存到一存储位置。

28.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述时延敏感度确定模块用于从一存储位置读取所述应用程序的所述时延敏感度，从而确定所述时延敏感度。

29.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，当所述读写操作为读操作时，如果所述存储设备处于活动状态，所述读写执行模块用于从所述存储设备中读取所要读取的数据以执行该读操作。

30.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，当所述读写操作为读操作时，如果所述存储设备处于睡眠状态或空闲状态，所述读写执行模块用于检测一缓存区域中是否存在该读操作所要读取的数据，

如果所述缓存区域中存在该读操作所要读取的数据，所述读写执行模块从所述缓存区域中读取该数据，如果所述缓存区域中不存在该读操作所要读取的数据，所述读写执行模块设置该读操作进行等待。

31.根据权利要求30所述的设备，其特征在于，

如果读操作的等待时间超过一第一阈值，或者

等待的读操作的数量超过一第二阈值，或者

在等待过程中所述存储设备变为活动状态，所述读写执行模块用于从所述存储设备中读取所要读取的数据以执行该读操作。

32.根据权利要求31所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第一阈值设置模块，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度设置所述第一阈值。

33.根据权利要求31所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

第二阈值设置模块，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度设置所述第二阈值。

34.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，当所述读写操作为写操作时，如果所述存储设备处于活动状态，所述读写执行模块用于向所述存储设备中写入所要写入的数据以执行该写操作。

35.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，当所述读写操作为写操作时，如果所述存储设备处于睡眠状态或空闲状态，所述读写执行模块用于设置该写操作进行等待。

36.根据权利要求35所述的设备，其特征在于，

如果写操作的等待时间超过一第三阈值，或者

等待的写操作的数量超过一第四阈值，或者

在等待过程中所述存储设备变为活动状态，所述读写执行模块用于将所要写入的数据写入所述存储设备以执行该写操作。

37.根据权利要求36所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：第三阈值设置模块，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度参数设置所述第三阈值。

38.根据权利要求36所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：第四阈值设置模块，用于基于所述应用程序的所述时延敏感度参数设置所述第四阈值。

39.根据权利要求35所述的设备，其特征在于，

所述读写执行模块将要写入所述存储设备的数据存入一缓存区域中，当所存的数据量达到所述缓存区域最大空间的一阈值比例时，所述读写执行模块用于将存入所述缓存区域中的数据写入所述存储设备以执行该写操作。

40.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

应用程序检测模块，用于检测是否存在要对所述存储设备进行读写操作的应用程序。

41.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

空闲状态设置模块，用于当未检测到要对所述存储设备进行读写操作的应用程序时，设置所述存储设备进入空闲状态。

42.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

睡眠状态设置模块，用于当所述存储设备进入空闲状态的时间超过一预定时间段时，设置所述存储设备进入睡眠状态。

43.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

存储设备状态检测模块，用于检测所述存储设备的状态。

44.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：一计时器，用于记录读操作或者写操作的等待时间。

45.根据权利要求22所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：一计数器，用于记录被设置为等待的读操作或者写操作的数量。

46.一种数据读写系统，其特征在于，所述系统包括一存储设备、一缓存区域和如权利要求22所述的读写控制设备。

Images