CN104317656A - 一种块设备输入输出请求调度的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种块设备输入输出请求调度的方法及装置，属于计算机存储器领域。在本发明中，首先生成块设备输入输出请求，块设备输入输出请求包括写操作请求；然后判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，则当生成的块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的块设备输入输出请求送入请求队列的最前位置。本发明通过所述块设备输入输出请求调度的方法及装置，提高了写操作的效率。

Description

一种块设备输入输出请求调度的方法及装置
技术领域
本发明涉及计算机存储器领域，特别涉及一种块设备输入输出请求调度的方法及装置。
背景技术
传统的操作系统(如Linux和windows等)的块设备输入输出调度算法以优化机械磁盘输入输出性能为目标，尽可能地让机械磁头往一个方向连续移动，以减少机械磁头寻道定位的时间开销。
随着技术的发展，采用闪存颗粒的固态硬盘和SD卡(Secure Digital MemoryCard，安全数码卡)开始逐渐取代带有机械磁盘磁头的机械磁盘。与机械硬盘的一个主要差别是：闪存颗粒没有机械磁头寻道定位的开销，但闪存内部需要后台运行垃圾回收操作，擦除无用数据块，为后续写入操作预先腾出空间。
在测试中发现，操作系统的块设备调度算法与闪存的垃圾及时回收存在配合冲突问题。表现如下：持续不断地写SD卡，每次写64KB，写地址随机。一段时间后，出现连续的数十次前后相邻写操作耗时均超过3秒，个别写操作耗时甚至长达数十秒。持续1～2分钟后恢复短暂正常，然后又重现。在实时性很强的数据采集应用场景，如此持续时间长的连续耗时过长写操作会导致数据缓冲阻塞，造成严重的实时数据丢失事故。
发明内容
本发明提供了一种块设备输入输出请求调度的方法及装置，提高了写操作的效率。
一方面，本发明提供了一种块设备输入输出请求调度的方法，所述方法包括：
A.生成块设备输入输出请求，所述块设备输入输出请求包括写操作请求；
B.判断生成的所述块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，执行步骤C1；
C1.当生成的所述块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的所述块设备输入输出请求送入所述请求队列的最前位置。
第二方面，本发明提供了一种块设备输入输出请求调度的装置，所述装置包括：
生成模块，用于生成块设备输入输出请求，所述块设备输入输出请求包括写操作请求；
判断模块，用于判断生成的所述块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，执行步骤C1；
送入模块，用于当生成的所述块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的所述块设备输入输出请求送入所述请求队列的最前位置。
在本发明中，由于首先生成块设备输入输出请求，块设备输入输出请求包括写操作请求；然后判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，则当生成的块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的块设备输入输出请求送入请求队列的最前位置，因此，提高了写操作的效率。
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为本发明实施例一提供的块设备输入输出请求调度的方法一种流程图；
图2为本发明实施例一提供的块设备输入输出请求调度的方法另一种流程图；
图3为本发明实施例三提供的块设备输入输出请求调度的装置一种结构示意图；
图4为本发明实施例三提供的一种块设备输入输出请求调度的装置修复模块结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一：
本发明实施例一提供了一种块设备输入输出请求调度的方法，参见图1，块设备输入输出请求调度的方法包括以下步骤：
101.生成块设备输入输出请求，块设备输入输出请求包括写操作请求。
102.判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，执行步骤103a。
步骤102中判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并具体为：判断生成的块设备输入输出请求的起始目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的结束目的地址是否相同，或判断生成的块设备输入输出请求的结束目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的起始目的地址是否相同。
103a.当生成的块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的块设备输入输出请求送入请求队列的最前位置。
如图2所示，当步骤102判断为否时，步骤102之后还包括步骤103b。
103b.当生成的块设备输入输出请求的目的设备是机械硬盘时，按照目的地址的先后顺序对生成的块设备输入输出请求与请求队列中的块设备输入输出请求进行排序以更新请求队列。
如图2所示，当步骤102判断为是时，步骤102之后还包括步骤103c。
103c.将生成的块设备输入输出请求与请求队列中的块设备输入输出请求合并。
如图2所示，步骤103a之后还包括步骤104a。
104a.执行请求队列的最前位置的块设备输入输出请求。
例如，文件系统生成写操作请求，目的地址为00000至0045 H，请求队列中的写操作请求的目的地址为00600至006 H 7，则判定生成的写操作请求不能与请求队列中的写操作请求合并，当生成的写操作请求的目的设备是固态盘时，将生成的写操作请求送入请求队列的最前位置，并执行请求队列的最前位置的写操作请求。
再例如，文件系统生成写操作请求，目的地址为00000至0045 H，请求队列中的第一写操作请求的目的地址为00600至006 H 7，请求队列中的第二写操作请求的目的地址为00700至008F4，当生成的块设备输入输出请求的目的设备是机械硬盘时，按照目的地址的先后顺序对生成的块设备输入输出请求与请求队列中的块设备输入输出请求进行排序以更新请求队列，即更新后的请求队列中写操作请求顺序为新生成的写操作请求、第一写操作请求和第二写操作请求。
再例如，文件系统生成写操作请求，目的地址为00000至0045 H，请求队列中的写操作请求的目的地址为0045 H至001H 7，生成的写操作请求的结束目的地址与请求队列中的写操作请求的起始目的地址相同，则将生成的写操作请求与请求队列中的写操作请求合并为一个新的写操作请求，其目的地址为00000至至001 H 7。
本实施例通过首先生成块设备输入输出请求，块设备输入输出请求包括写操作请求；然后判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，则当生成的块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的块设备输入输出请求送入请求队列的最前位置，因此，提高了写操作的效率。
实施例二：
本发明实施例二提供了一种块设备输入输出请求调度的装置，如图3所示，块设备输入输出请求调度的装置30包括生成模块310、判断模块320和送入模块330a。
生成模块310，用于生成块设备输入输出请求，块设备输入输出请求包括写操作请求；
判断模块320，用于判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，执行步骤C1；
送入模块330a，用于当生成的块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的块设备输入输出请求送入请求队列的最前位置。
可选的，如图4所示，块设备输入输出请求调度的装置30还包括排序模块330b、合并模块330c和执行模块340a。
排序模块330b，用于当生成的块设备输入输出请求的目的设备是机械硬盘时，按照目的地址的先后顺序对生成的块设备输入输出请求与请求队列中的块设备输入输出请求进行排序以更新请求队列。
合并模块330c，用于将生成的块设备输入输出请求与请求队列中的块设备输入输出请求合并。
执行模块340a，用于执行请求队列的最前位置的块设备输入输出请求。
其中，判断模块320判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并具体为：判断生成的块设备输入输出请求的起始目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的结束目的地址是否相同，或判断生成的块设备输入输出请求的结束目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的起始目的地址是否相同。
本实施例通过首先生成块设备输入输出请求，块设备输入输出请求包括写操作请求；然后判断生成的块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，则当生成的块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的块设备输入输出请求送入请求队列的最前位置，因此，提高了写操作的效率。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
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步骤可以通过硬件来完成，也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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种块设备输入输出请求调度的方法，其特征在于，所述方法包括：
A.生成块设备输入输出请求，所述块设备输入输出请求包括写操作请求；
B.判断生成的所述块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，执行步骤C1；
C1.当生成的所述块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的所述块设备输入输出请求送入所述请求队列的最前位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤B判断为否时，所述步骤B之后还包括：
C2.当生成的所述块设备输入输出请求的目的设备是机械硬盘时，按照目的地址的先后顺序对生成的所述块设备输入输出请求与所述请求队列中的块设备输入输出请求进行排序以更新所述请求队列。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体为：
判断生成的所述块设备输入输出请求的起始目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的结束目的地址是否相同，或判断生成的所述块设备输入输出请求的结束目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的起始目的地址是否相同。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B判断为是时，所述步骤B之后还包括以下步骤：
C3.将生成的所述块设备输入输出请求与所述请求队列中的块设备输入输出请求合并。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤C1之后还包括：
执行所述请求队列的最前位置的块设备输入输出请求。
6.一种块设备输入输出请求调度的装置，其特征在于，所述装置包括：
生成模块，用于生成块设备输入输出请求，所述块设备输入输出请求包括写操作请求；
判断模块，用于判断生成的所述块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并，若否，执行步骤C1；
送入模块，用于当生成的所述块设备输入输出请求的目的设备是固态盘或SD卡时，将生成的所述块设备输入输出请求送入所述请求队列的最前位置。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
排序模块，用于当生成的所述块设备输入输出请求的目的设备是机械硬盘时，按照目的地址的先后顺序对生成的所述块设备输入输出请求与所述请求队列中的块设备输入输出请求进行排序以更新所述请求队列。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述判断模块判断生成的所述块设备输入输出请求是否能与请求队列中的块设备输入输出请求合并具体为：
判断生成的所述块设备输入输出请求的起始目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的结束目的地址是否相同，或判断生成的所述块设备输入输出请求的结束目的地址是否与请求队列中的块设备输入输出请求的起始目的地址是否相同。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
合并模块，用于将生成的所述块设备输入输出请求与所述请求队列中的块设备输入输出请求合并。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：
执行模块，用于执行所述请求队列的最前位置的块设备输入输出请求。
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