CN104516974B - 一种文件系统目录项的管理方法及装置 - Google Patents

一种文件系统目录项的管理方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种文件系统目录项的管理方法及装置，在目录属性内嵌于目录列表的存储组织方式的文件系统中，该方法包括：接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括于所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。本发明公开的方法和装置解决现有技术中文件创建过程，会出现文件创建的操作响应时延过大的问题。

Description

一种文件系统目录项的管理方法及装置
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种文件系统目录项的管理方法及装置。
背景技术
文件系统是用于管理文件及目录的一个系统，文件及目录统称为目录项，这些目录项组成了文件系统目录树。当用户新建目录项时，文件系统会分配一个文件及目录的唯一标识(file identity，fid)作为该目录项的唯一标识；当用户访问某路径指定的目录项时，文件系统从根目录开始逐级查找解析目录项名，最终得到最后一级目录项的属性信息，这个过程称为正向索引。
然而在某些场景中，需要通过fid反向得到对应目录项所在路径的信息，比如网络文件系统中，客户端携带缓存目录项的句柄向服务端发起对某个目录项的操作如创建文件，而服务端的缓存中没有句柄对应目录项的缓存，这种情况可能是网络文件系统的服务集群的某个节点发生了切换也可能是服务端的缓存发生了淘汰，此时服务端要让客户端不感知这一情况提供服务，就需要获取该句柄对应目录项属性信息及所在路径信息。在该情况下，服务器需要访问索引表，通过索引表确定目录项创建、移动、删除情况。为了维护索引表，当目录项(文件或目录)创建、移动、删除操作时，都需要对索引表进行维护调整，目录项元数据与记录数据的一致性通过事务机制保证，当事务完成后，这些操作才能得到响应。基于上述实现方式文件的创建，会出现文件创建的操作响应时延过大的问题。
发明内容
本发明提供一种文件系统管理方法及装置，本发明所提供的方法和装置解决现有技术中文件创建时，操作响应时延过大的问题。
一方面，本发明提供一种文件系统管理方法，该方法应用于服务器中，该服务器中设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息；该方法由所述服务器执行，包括：
接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括于所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，该方法进一步包括：
接收访问所述文件的第二操作请求，所述第二操作请求中包括所述目录项句柄；
根据所述目录项句柄中获得所述文件标识和所述目录存储对象的标识；
根据所述文件标识和所述目录存储对象的标识读取所述文件的元数据和所述属性信息，向所述客户端发送所述第二操作请求的响应消息，该响应消息中包括所述文件的元数据和所述属性信息。
结合第一方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，该方法进一步包括：
接收到删除所述文件的第三操作请求，所述第三操作请求中包括所述文件标识项；
根据所述文件标识确定所述文件是否移动过，如果没有移动过，则直接删除所述文件。
结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，根据所述文件标识确定所述文件是否移动过包括：
根据所述文件标识获取对应的移动标识，并根据所述移动标示确定所述文件是否移动过。
第二方面，本发明提供一种文件系统管理装置，该装置设置于服务器中，该服务器中设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息；该装置包括：
接收模块，用于接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
创建模块，用于在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
插入模块，用于在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
响应模块，用于确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括于所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，当所述接收模块接收到访问所述文件的第二操作请求，所述第二操作请求中包括所述第二目录项句柄；
则所述响应模块还用于根据所述第二目录项句柄中获得所述文件标识和所述目录存储对象的标识；并根据所述文件标识和所述目录存储对象的标识读取所述文件的元数据和所述属性信息，向所述客户端发送所述第二操作请求的响应消息，该响应消息中包括所述文件的元数据和所述属性信息。
结合第二方面，或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，当所述接收模块接收到删除所述文件的第三操作请求，所述第三操作请求中包括所述文件标识项；
所述响应模块还用于根据所述文件标识确定所述文件是否移动过，如果没有移动过，则直接删除所述文件。
结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述响应模块还用于根据所述文件标识获取对应的移动标识，并根据所述移动标示确定所述文件是否移动过。
上述技术方案中的一个或两个，至少具有如下技术效果：
本发明实施例所提供的方案在目录属性内嵌于目录列表的存储组织方式的文件系统中，创建某一个文件时，将新建文件的文件标识和新建文件对应的目录存储对象标识嵌入目录项句柄中，从而缩短文件创建时的响应时延，提升文件系统的性能。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种文件系统管理方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种文件系统管理装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种服务器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
下面结合说明书附图对本发明实施例作进一步详细描述。
如果服务器中文件系统的组织方式是目录属性内嵌于目录列表中，则客户端访问一个文件或目录时，会首先向文件系统所在的服务器发起查询动作，服务器在响应消息中，除了打包目录项属性，会同时返回一个目录项的句柄，客户端得到该目录项的句柄后，对该目录项的所有操作(比如在该目录下创建文件、创建目录、更名、移动、删除或文件读写等)都使用该目录项句柄与服务器交互。服务器收到终端的操作请求后，通过目录项句柄能够得到对应的目录项标识，从而处理对应目录项的所有操作。所以本发明实施例所提供的方法，在创建目录项(目录或文件)时，将创建文件的文件标识和目录存储对象的标识插入目录项的句柄中，从而减少服务器创建文件的响应时延。
如图1所示，本发明实施例提供一种文件系统管理方法，该方法应用于服务器中，该服务器中设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息；该方法由所述服务器执行，该方法具体包括步骤：
步骤101，接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
步骤102，在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
步骤103，在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
在该实施例中，该插入操作的完成是指：目录存储对象在插入文件的文件名和属性信息后，还需要对目录存储对象进行可靠性存储。
步骤104，确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括于所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
在该实施例中，因为将文件标识和目录存储对象的标识嵌入了目录项句柄中，基于对目录项的所有操作都使用该目录项句柄与服务器交互的特性，所以通过本发明实施例所提供的目录项句柄使得后期对目录项的操作就可以直接基于目录项句柄进行，不用再访问文件系统中的索引表，所以能够有效减少服务器创建文件的响应时延。
基于上述方法创建文件之后，如果接收到用户对文件进行的各项操作，则该方法进一步包括：
A、访问文件具体实现方式包括：
A1，接收访问所述文件的第二操作请求，所述第二操作请求中包括所述目录项句柄；
A2，根据所述目录项句柄中获得所述文件标识和所述目录存储对象的标识；
A3，根据所述文件标识和所述目录存储对象的标识读取所述文件的元数据和所述属性信息，向所述客户端发送所述第二操作请求的响应消息，该响应消息中包括所述文件的元数据和所述属性信息。
B、删除文件具体实现方式包括：
B1，接收到删除所述文件的第三操作请求，所述第三操作请求中包括所述文件标识项；
B2，根据所述文件标识确定所述文件是否移动过，如果没有移动过，则直接删除所述文件。
其中，根据所述文件标识确定所述文件是否移动过的具体实现方式可以是：
根据所述文件标识获取文件对应的移动标识，并根据所述移动标示确定所述文件是否移动过。
在该实施例中，当文件移动，服务器则会对应地调整文件对应的移动标识。
为了更清楚详细的说明本发明提供的方案，以下结合具体的实例对本发明方案做进一步说明：
一、以在第一目录(/usr)下新建文件名为blue的第一文件为例，对本发明实施例所提供方案作进一步说明：
服务器(Server)收到创建文件blue的创建操作请求，从该创建操作请求中得到/usr对应的目录项句柄(usr_fhandle)、新建文件的文件名和相关属性参数；
Server通过usr_fhandle得到/usr的目录标识(fid＝102)，使用102查询文件系统的元数据缓存得到第一目录的路径/usr及属性信息，进行配额及快照逻辑的判断及处理；
Server分配文件blue的文件标识(fid＝317)，在/usr对应的目录存储对象(目录存储对象标识为id＝102)中插入文件blue的文件名和属性信息；(与现有技术相比，在该步骤中无需插入fid＝317的记录(fid＝317，dirfid＝102)到目录存储对象中)；
Server等待目录存储对象下盘完成，则将文件blue的属性信息和目录项句柄打包，并把打包后的信息发送到客户端响应创建操作请求；其中目录项句柄中包括记录(fid＝317，dirfid＝102)。
二、以为用户访问第一目录(/usr)下文件(文件名为：blue)为例，对本发明实施例所提供方案作进一步说明：
Server收到访问文件blue的操作请求，根据该操作请求得到文件blue的目录项句柄(blue_fhandle)；
Server通过目录项句柄(blue_fhandle)得到文件blue的文件标识(fid＝307)和文件所属目录的目录标识(dirfid＝102)，利用fid＝307查找服务器本地缓存，如果在本地缓存中没有找到blue对应的路径、元数据和属性信息，则进入查找该文件的数据；
Server从文件系统中的索引表查询与fid＝307匹配的记录，如果查询不到匹配的记录(说明目录项blue没有移动过)，则可以使用blue_fhandle中包含的记录fid＝307，dirfid＝102进行文件blue的查询；如果查询到匹配的记录，则利用索引表中与fid＝307匹配的记录(fid＝307，dirfid＝102)进行文件blue的查询；
Server根据查询得到的元数据和属性信息，并构建元数据目录树缓存，从而处理访问文件blue的操作请求。
三、将第一目录(/usr)下文件名为blue的第一文件删除，对本发明实施例所提供方案作进一步说明：
Server收到删除文件blue的操作请求，从该操作请求中得到目录/usr的目录项句柄(usr_fhandle)和文件的文件名(blue)；
Server通过usr_fhandle得到目录/usr的目录标识fid＝102，利用目录标识查询文件系统的元数据缓存得到目录/usr的路径/usr及属性信息，进行quota及快照逻辑的判断及处理；
Server在目录/usr对应的目录存储对象(目录存储对象标识为id＝102)中删除文件blue的文件名和属性信息；
根据属性信息中携带的文件的移动标识(moved_flag)确定该文件blue是否移动过，如果移动过，则在索引表中删除fid＝317对应的记录(fid＝317，dirfid＝102)，并删除文件blue；如果没有移动过，则直接删除文件blue；其中，如果移动过，文件blue的删除则需要延迟到索引表中的记录删除后再进行；
如果文件移动过Server则需要等待目录存储对象和索引表存储完成后，发送响应消息到客户端；如果没有移动过则可以直接删除文件。
在该实施例中，如果文件没有移动过，则不会在索引表中插入记录，则可以直接删除文件，那么文件系统不需要删除从索引表中删除该记录；如果文件被移动过，那么会在索引表中插入记录,当该文件被删除时，就需要从索引表中删除对应的记录。所以本发明提供的方案中，在删除文件的时候首先去确定移动标识，如果根据移动标识就确定了文件没有移动过，进而就可以确定索引表中并没有待删除文件对应的记录，从而就可以避免对索引表的访问，从而缩短文件创建删除时响应时延，减少索引表的磁盘IO开销，提升性能。
如图2所示，本发明实施例还提供一种文件系统管理装置，该装置设置于服务器中，该服务器中设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息；该装置包括：
接收模块201，用于接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
创建模块202，用于在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
插入模块203，用于在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
响应模块204，用于确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括于所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
进一步，在创建文件之后，当接收模块201接收到访问所述文件的第二操作请求，所述第二操作请求中包括所述第二目录项句柄；
则响应模块204还用于根据所述第二目录项句柄中获得所述文件标识和所述目录存储对象的标识；并根据所述文件标识和所述目录存储对象的标识读取所述文件的元数据和所述属性信息，向所述客户端发送所述第二操作请求的响应消息，该响应消息中包括所述文件的元数据和所述属性信息。
进一步，当所述接收模块201接收到删除所述文件的第三操作请求，所述第三操作请求中包括所述文件标识项；
所述响应模块204还用于根据所述文件标识确定所述文件是否移动过，如果没有移动过，则直接删除所述文件。
其中，所述响应模块还用于根据所述文件标识获取对应的移动标识，并根据所述移动标示确定所述文件是否移动过。
如图3所示，本发明还提供另一种服务器，用于执行前述各个实施例中的文件系统管理方法，该服务器包括至少一个处理器301(例如CPU)，至少一个网络接口302或者其他通信接口，存储器303，和至少一个通信总线304，用于实现这些装置之间的连接通信。处理器301用于执行存储器303中存储的可执行模块，例如计算机程序。存储器303可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个网络接口302(可以是有线或者无线)实现该系统网关与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等；该服务器中还设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息。
在一些实施方式中，存储器存储了程序3031，程序可以被处理器执行，这个程序包括：
接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括于所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下的技术效果：
本发明实施例所提供的方案在目录属性内嵌于目录列表的存储组织方式的文件系统中，创建某一个文件时，将新建文件的文件标识和新建文件对应的目录存储对象标识嵌入目录项句柄中，并不作为记录插入记录索引表，从而缩短文件创建时的响应时延，并减少索引表的磁盘IO开销，提升文件系统的性能。
因为无需在索引表中插入记录，则在文件创建或删除时只需要等待目录项元数据下盘完成，无需等待索引表的下盘，因此事务等待时延减少，响应时延随着缩短。
另外，文件系统中目录与文件的比例一般超过1:30，甚至更多，如果文件移动不多，即索引表所涉及的调整小；则索引表的规模可以缩小为现有技术的1/30＝3.34％。
本发明所述的方法并不限于具体实施方式中所述的实施例，本领域技术人员根据本发明的技术方案得出其它的实施方式，同样属于本发明的技术创新范围。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种文件系统管理方法，其特征在于，该方法应用于服务器中，该服务器中设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息；该方法由所述服务器执行，包括：
接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括与所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
接收访问所述文件的第二操作请求，所述第二操作请求中包括所述目录项句柄；
根据所述目录项句柄中获得所述文件标识和所述目录存储对象的标识；
根据所述文件标识和所述目录存储对象的标识读取所述文件的元数据和所述属性信息，向所述客户端发送所述第二操作请求的响应消息，该响应消息中包括所述文件的元数据和所述属性信息。
3.如权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：
接收到删除所述文件的第三操作请求，所述第三操作请求中包括所述文件标识项；
根据所述文件标识确定所述文件是否移动过，如果没有移动过，则直接删除所述文件。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述文件标识确定所述文件是否移动过包括：
根据所述文件标识获取对应的移动标识，并根据所述移动标示确定所述文件是否移动过。
5.一种文件系统管理装置，其特征在于，该装置设置于服务器中，该服务器中设置有文件系统；该文件系统用于管理目录和文件，并且每个目录对应一个目录存储对象，该目录存储对象中包括对应的目录中所包括的文件或目录的属性列表，所述属性列表中包括所述文件或目录的名称和属性信息；该装置包括：
接收模块，用于接收客户端发送的第一操作请求，所述第一操作请求用于在所述文件系统中的目录下创建文件；
创建模块，用于在所述目录下创建所述文件，并为所述文件分配文件标识；
插入模块，用于在所述目录对应的目录存储对象中插入所述文件的文件名和属性信息；
响应模块，用于确定所述文件的文件名和属性信息插入完成后，向所述客户端发送所述第一操作请求的响应消息，所述响应消息中包括与所述目录对应的目录项句柄，该目录项句柄中包含所述文件标识和所述目录存储对象的标识。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述接收模块接收到访问所述文件的第二操作请求，所述第二操作请求中包括第二目录项句柄；
则所述响应模块还用于根据所述第二目录项句柄中获得所述文件标识和所述目录存储对象的标识；并根据所述文件标识和所述目录存储对象的标识读取所述文件的元数据和所述属性信息，向所述客户端发送所述第二操作请求的响应消息，该响应消息中包括所述文件的元数据和所述属性信息。
7.如权利要求5或6任一所述的装置，其特征在于，当所述接收模块接收到删除所述文件的第三操作请求，所述第三操作请求中包括所述文件标识项；
所述响应模块还用于根据所述文件标识确定所述文件是否移动过，如果没有移动过，则直接删除所述文件。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述响应模块还用于根据所述文件标识获取对应的移动标识，并根据所述移动标示确定所述文件是否移动过。
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