CN106201923A - 读写数据方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种读写数据方法及装置，方法包括接收客户端的写请求，该写请求携带有虚拟地址与用户数据；若元数据缓存中存在虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取该磁盘物理地址，从物理空间缓存中获取磁盘物理地址对应的缓存物理地址，将用户数据写入到缓存物理地址对应的子物理空间缓存；当物理空间缓存中已经被占用的空间大于第一设定阈值时，将物理空间缓存中的用户数据写入对应的物理空间磁盘中，并从物理空间缓存中删除用户数据；其中物理空间缓存的读写速度高于物理空间磁盘的读写速度。本申请通过从元数据缓存读取磁盘物理地址，而不是从磁盘读取磁盘物理地址，提高了读写速度，且用户数据先写入物理空间缓存，方便下一次快速读取。

Description

读写数据方法及装置

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种读写数据方法及装置。

背景技术

随着各行业信息化的快速发展，需要存储的数据量激增，因此，如何利用存储设备中的存储空间显得尤为重要。

在现有技术中，存储设备采用自动精简配置技术管理存储空间，即将磁盘用LUN(Logical Unit Number，逻辑单元号)划分成多个逻辑单元，每个LUN对应的磁盘中均存储有元数据和该元数据对应的用户数据，元数据指的是用于管理虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，并且每个LUN对应有一个缓存，该缓存用于存储频繁使用的用户数据，以实现快速访问，客户端每次在读写某一LUN中的用户数据时，首先需要从该LUN对应的磁盘读取元数据以获取磁盘物理地址，然而由于元数据存储在磁盘中，读写速度慢，这样，势必会降低客户端读写用户数据的速度。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种读写数据方法及装置，以解决现有读写方式读写速度慢的问题。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种写数据方法，所述方法应用于包括物理空间缓存、元数据缓存以及物理空间磁盘的存储设备上，所述方法包括：

接收来自客户端的写请求，所述写请求携带有虚拟地址与用户数据；若所述元数据缓存中存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址，并从物理空间缓存中获取所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将所述用户数据写入到所述缓存物理地址对应的子物理空间缓存中；

判断所述物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；若是，则将所述物理空间缓存中的所述用户数据写入所述磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从所述物理空间缓存中删除所述用户数据；

其中，所述物理空间缓存的读写速度高于所述物理空间磁盘的读写速度。

根据本申请实施例的第二方面，提供一种写数据装置，所述装置应用于包括至物理空间缓存、元数据缓存以及物理空间磁盘的存储设备上，所述装置包括：

第一接收模块，用于接收来自客户端的写请求，所述写请求携带有虚拟地址与用户数据；

第一获取模块，用于若所述元数据缓存中存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

写入物理空间缓存模块，用于从物理空间缓存中获取所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将所述用户数据写入到所述缓存物理地址对应的子物理空间缓存中；

第一判断模块，用于判断所述物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；

写入物理空间磁盘模块，用于当判断结果为是时，将所述物理空间缓存中的所述用户数据写入所述磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从所述物理空间缓存中删除所述用户数据；

其中，所述物理空间缓存的读写速度高于所述物理空间磁盘的读写速度。

应用本申请实施例，存储设备在接收到写请求时，先从元数据缓存中获取虚拟地址对应的磁盘物理地址，再从物理空间缓存中获取该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将该用户数据写入到该缓存物理地址对应的子物理空间缓存中，最后判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；若是，则将物理空间缓存中的该用户数据写入该磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从物理空间缓存中删除该用户数据。基于上述实现方式，由于存储设备是从元数据缓存中读取虚拟地址对应的磁盘物理地址，而不需要从磁盘读取对应的磁盘物理地址，因此，可以提高写速度。此外，存储设备将写请求中的用户数据先写入物理空间缓存，而不是物理空间磁盘中，可以方便下一次的快速读取。并且在将用户数据写入到缓存物理地址对应的子物理空间缓存中之后，存储设备还判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值，以避免物理空间缓存的空间被占用完，而导致客户端业务异常的问题。

附图说明

图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种读写数据应用场景图；

图2A为本申请根据一示例性实施例示出的一种写数据方法的实施例流程图；

图2B为本申请根据图2A所示实施例基础上示出的一种读数据方法的实施例流程图；

图3为本申请根据一示例性实施例示出的一种存储设备的硬件结构图；

图4A为本申请根据一示例性实施例示出的一种写数据装置的实施例结构图；

图4B为本申请根据图4A所示实施例基础上示出的一种读数据装置的实施例结构图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1为本申请根据一示例性实施例示出的一种读写数据应用场景图，图1中的存储设备包括多个物理空间缓存(图1中示出了2个物理空间缓存)、多个元数据缓存(图1中示出了2个元数据缓存)、多个元数据磁盘(图1中示出了2个元数据磁盘)以及多个物理空间磁盘(图1中示出了2个物理空间磁盘)。其中，物理空间磁盘与元数据磁盘一一对应，并且每个物理空间磁盘对应有一个物理空间缓存，每个元数据磁盘对应有一个元数据缓存，每个物理空间缓存用于存储第一设定大小的用户数据，以及磁盘物理地址与缓存物理地址的对应关系；每个元数据缓存用于存储第二设定大小的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系(也可以称为元数据)；每个物理空间磁盘用于存储从对应的物理空间缓存写入的用户数据；每个元数据磁盘用于存储从对应的元数据缓存写入的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，以及未被映射的磁盘物理地址(对应的物理空间磁盘的磁盘物理地址)。元数据磁盘与物理空间磁盘可以是一整个磁盘，即一部分地址用于存储元数据，一部分地址用于存储用户数据，也可以是不同的磁盘。对于元数据缓存与物理空间缓存也可以是一整块缓存，或者不同的缓存。

在本申请实施例中，元数据缓存的读写速度高于元数据磁盘的读写速度，物理空间缓存的读写速度高于物理空间磁盘的读写速度，并且元数据缓存和物理空间缓存可以采用不同的分配策略，即每个元数据缓存大小可以采用平均分配方式，或者，也可以采用固定分配方式；每个物理空间缓存大小可以采用平均分配方式，或者，也可以采用固定分配方式。

其中，平均分配方式是指为每个元数据缓存或者每个物理空间缓存分配的空间大小相同；固定分配方式是指为每个元数据缓存或者每个物理空间缓存分配的空间大小是预设空间大小。例如，针对元数据缓存，总的可用缓存空间为3GB，如果采用平均分配方式，则每个元数据缓存大小可以均为1.5GB，如果采用固定分配方式，则元数据缓存1大小可以设为1GB，元数据缓存2大小可以设为2GB。在可用缓存空间比较小的情况下，可以根据特定要求，采用固定分配方式分配元数据缓存大小和物理空间缓存大小。

基于上述分配策略可知，缓存不再是只用于存储用户数据，而是分别提供了元数据缓存与物理空间缓存。并且在元数据缓存与物理空间缓存的管理方式上，采取单独的管理方式，即元数据缓存的分配方式与物理空间缓存的分配方式可以不同，即使在可用缓存空间不足时，元数据缓存和物理空间缓存均可以根据特定要求分配到相应的空间。这样，客户端每次在读或写用户数据时，可以先读元数据缓存，获取磁盘物理地址，而不需要先读磁盘，从而提高了读写速度。

图2A为本申请根据一示例性实施例示出的一种写数据方法的实施例流程图，如图2A所示，该实施例应用于存储设备上，包括以下步骤：

步骤201：接收来自客户端的写请求，该写请求携带有虚拟地址与用户数据。

在实际应用中，存储设备采用自动精简配置技术进行存储空间分配，该自动精简配置技术不是一次性为应用分配足够大的存储空间，而是根据应用需求的增长，逐渐增加分配给应用的存储空间，以避免一次性给应用分配一个很大的存储空间，而该应用产生的数据资源只占用了小部分的存储空间，造成存储空间的浪费。由此，产生了虚拟地址与物理地址的映射关系，即程序员为每个应用分配的运行地址为虚拟地址，虚拟地址是没有实际对应存储空间的地址，并且每个应用都会分配到一段虚拟地址范围，从而方便程序员编程，而物理地址是有实际对应存储空间的地址，存储设备通过设置虚拟地址与物理地址的映射关系，可以使应用能够运行在实际的存储空间上。

因此，客户端在发送写请求时，添加到写请求中的地址为虚拟地址，并且还会将要写入到存储设备的用户数据也添加到写请求中。

步骤202：若元数据缓存中存在虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取该虚拟地址对应的磁盘物理地址，并从物理空间缓存中获取该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将该用户数据写入到该缓存物理地址对应的子物理空间缓存中。

需要说明的是，若元数据缓存中不存在该虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，存储设备可以再判断元数据磁盘中是否存在该虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；若是，则从元数据磁盘中读取该虚拟地址对应的磁盘物理地址；若否，则从元数据磁盘中获取未被映射的磁盘物理地址，并将该未被映射的磁盘物理地址确定为该虚拟地址对应的磁盘物理地址，并建立该虚拟地址与该磁盘物理地址的映射关系，并将该映射关系写入元数据缓存中。

其中，由于元数据缓存中存有第二设定大小的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，并且元数据缓存的读写速度比元数据磁盘的读写速度快，因此存储设备可以先从元数据缓存中获取该虚拟地址对应的磁盘物理地址，当元数据缓存中不存在对应的磁盘物理地址时，再从元数据磁盘中读取该虚拟地址对应的磁盘物理地址，当元数据磁盘中也不存在该虚拟地址对应的磁盘物理地址时，表示该虚拟地址还未映射磁盘物理地址，存储设备需要为该虚拟地址分配磁盘物理地址，并建立该虚拟地址与分配的磁盘物理地址的映射关系，并将该映射关系记录到元数据缓存中，以便下一次快速读取该映射关系。

针对从元数据磁盘中获取未被映射的磁盘物理地址的过程，由于元数据磁盘中存储有未被映射的磁盘物理地址，因此存储设备可以从元数据磁盘中获取最小的未被映射的磁盘物理地址，也可以是最大的未被映射的磁盘物理地址，这里并不做限定。下面以一个例子进行说明：

由于每个写请求可以携带的用户数据大小为预设数值，例如16KB，因此，写请求可以携带的最大用户数据量是固定的，从而，存储设备可以将磁盘物理地址分段，每段磁盘物理地址对应的空间能够存放写请求携带的最大用户数据量即可，并用每段磁盘物理地址中最小的地址作为未被映射的磁盘物理地址，例如，未被映射的磁盘物理地址为地址50、地址54、地址58，存储设备可以从元数据磁盘中获取到的磁盘物理地址为地址50，此时，物理空间磁盘中的地址50到地址53已被占用。

需要进一步说明的是，为了避免元数据缓存的空间被占用完，而导致客户端业务异常，存储设备在将该虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系写入元数据缓存之后，可以判断元数据缓存中已经被占用的空间是否大于第二设定阈值；若是，则将元数据缓存中的该映射关系写入元数据磁盘中，并从元数据缓存中删除该映射关系。

其中，存储设备的判断过程可以是每隔预设周期判断一次，也可以是每次将映射关系写入元数据缓存之后就判断一次，这里并不做限定。存储设备可以将该映射关系写入到元数据磁盘中最小的未被占用的地址空间中，也可以在元数据磁盘中建立一张存储映射关系的表，并将该映射关系记录到该表中。此外，若元数据缓存中已经被占用的空间大于第二设定阈值，存储设备也可以依次将元数据缓存中的所有映射关系写入元数据磁盘。

针对从物理空间缓存中获取该磁盘物理地址对应的缓存物理地址的过程，存储设备可以判断物理空间缓存中是否存在该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，若不存在，则为该磁盘物理地址分配缓存物理地址，并将该磁盘物理地址与该缓存物理地址的对应关系记录到物理空间缓存中。

其中，由于物理空间缓存的读写速度高于物理空间磁盘的读写速度，因此，客户端需要写用户数据到存储设备中时，可以先将用户数据写入到物理空间缓存中，同时，客户端在读取该用户数据时，由于该用户数据在物理空间缓存中，因此读取速度也快，又由于磁盘物理地址指的是在物理空间磁盘中的地址，即用户数据在物理空间磁盘中的位置，因此，需要从物理空间缓存中获取到磁盘物理地址对应的缓存物理地址，方可将用户数据写入到物理空间缓存中。

针对为该磁盘物理地址分配缓存物理地址的过程，存储设备可以从物理空间缓存中获取未被占用的缓存物理地址，并从未被占用的缓存物理地址中选择一个最小的缓存物理地址作为该磁盘物理地址对应的缓存物理地址。

需要再进一步说明的是，由于存储设备采用自动精简配置技术管理存储空间，因此写请求中还可以携带要写入的逻辑单元的标识LUN，从而，存储设备可以只针对该LUN对应的元数据磁盘、物理空间磁盘、元数据缓存以及物理空间缓存进行写操作。

基于步骤202描述可知，存储设备在接收到写请求时，可以先从元数据缓存中读取虚拟地址对应的磁盘物理地址，在元数据缓存中不存在对应的磁盘物理地址时，再从元数据磁盘中读取对应的磁盘物理地址，由于元数据缓存的读写速度高于元数据磁盘的读写速度，因此，提高了读写速度。此外，存储设备将写请求中的用户数据先写入物理空间缓存，而不是物理空间磁盘中，可以方便下一次的快速读取。

步骤203：判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；若是，则执行步骤204，若否，则执行步骤205。

为了避免物理空间缓存的空间被占用完，而导致客户端业务异常，在将用户数据写入到缓存物理地址对应的子物理空间缓存中之后，存储设备可以判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值。

其中，存储设备的判断过程可以是每隔预设周期判断一次，也可以是每次将用户数据写入物理空间缓存之后就判断一次，这里并不做限定。

步骤204：将物理空间缓存中的该用户数据写入该磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从物理空间缓存中删除该用户数据。

在一个例子中，存储设备可以先从物理空间缓存中获取该用户数据对应的缓存物理地址，再获取该缓存物理地址对应的磁盘物理地址，最后将该用户数据写入磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中。

在另一个例子中，存储设备可以依次将物理空间缓存中的所有用户数据写入物理空间磁盘，针对每个用户数据的写入过程如第一个例子的处理过程所述。

存储设备在将用户数据写入磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中之后，还可以从物理空间缓存中将该磁盘物理地址对应的缓存物理地址释放，以便于其他磁盘物理地址使用。

步骤205：结束当前处理流程。

由上述实施例可知，存储设备在接收到写请求时，先从元数据缓存中获取虚拟地址对应的磁盘物理地址，再从物理空间缓存中获取该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将该用户数据写入到该缓存物理地址对应的子物理空间缓存中，最后判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；若是，则将物理空间缓存中的该用户数据写入该磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从物理空间缓存中删除该用户数据。基于上述实现方式，由于存储设备是从元数据缓存中读取虚拟地址对应的磁盘物理地址，而不需要从磁盘读取对应的磁盘物理地址，因此，可以提高写速度。此外，存储设备将写请求中的用户数据先写入物理空间缓存，而不是物理空间磁盘中，可以方便下一次的快速读取。并且在将用户数据写入到缓存物理地址对应的子物理空间缓存中之后，存储设备还判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值，以避免物理空间缓存的空间被占用完，而导致客户端业务异常的问题。

针对步骤201至步骤205所述的流程，本实施例还提供了读数据的处理流程，下面进行详细阐述。图2B为本申请根据图2A所示实施例基础上示出的一种读数据方法的实施例流程图，如图2B所示，包括以下步骤：

步骤206：接收来自客户端的读请求，该读请求携带有虚拟地址。

如步骤201所述，客户端在将用户数据写入存储设备之后，可以向存储设备发送读请求，读取用户数据。

步骤207：若元数据缓存中存在该虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取该虚拟地址对应的磁盘物理地址。

需要说明的是，若元数据缓存中不存在该虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，存储设备可以再判断元数据磁盘中是否存在该虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；若是，则从元数据磁盘中读取该虚拟地址对应的磁盘物理地址；若否，则将全零数据返回至客户端。

其中，如步骤202中对存储设备为客户端的写请求获取虚拟地址对应的磁盘物理地址的过程，存储设备可以先从元数据缓存获取虚拟地址对应的磁盘物理地址，当元数据缓存中不存在对应的磁盘物理地址时，可以再从元数据磁盘中读取该虚拟地址对应的磁盘物理地址，当元数据磁盘中也不存在对应的磁盘物理地址时，表示存储设备中未存储该虚拟地址对应的用户数据，可以直接将全零数据发送至客户端。

存储设备在获取到该虚拟地址对应的磁盘物理地址之后，可以将该映射关系存储到元数据缓存中，以便于下次能够快速读取该映射关系。

此外，读请求中还可以携带LUN，存储设备可以只针对该LUN对应的元数据磁盘、物理空间磁盘、元数据缓存以及物理空间缓存进行读操作。

步骤208：判断物理空间缓存中是否存在该磁盘物理地址对应的缓存物理地址；若存在，则执行步骤209，若不存在，则执行步骤210。

如步骤202所述，客户端在写用户数据到物理空间缓存时，会记录磁盘物理地址与缓存物理地址的对应关系，因此，如果物理空间缓存中存在该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，则表示物理空间缓存中存储有要读取的用户数据，执行步骤209，如果物理空间缓存中不存在该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，则表示物理空间缓存中未存储要读取的用户数据，需要到物理空间磁盘中读取用户数据，执行步骤210。

步骤209：从物理空间缓存中读取该缓存物理地址对应的用户数据，并执行步骤211。

步骤210：从物理空间磁盘中读取该磁盘物理地址对应的用户数据，并执行步骤211。

步骤211：将该用户数据发送至该客户端。

存储设备在将该用户数据发送至客户端之后，可以从物理空间缓存中获取为该磁盘物理地址分配的缓存物理地址，将该用户数据写入到该缓存物理地址对应的子物理空间缓存中，以便于下次能够快速读取到该用户数据。

其中，针对从物理空间缓存中获取为该磁盘物理地址分配的缓存物理地址的过程，如步骤202所述，不再赘述。

由上述读数据的处理流程可知，存储设备在接收到读请求时，先从元数据缓存中读取虚拟地址对应的磁盘物理地址，在元数据缓存中不存在对应的磁盘物理地址时，可以再从元数据磁盘中读取对应的磁盘物理地址，由于元数据缓存的读写速度高于元数据磁盘的读写速度，因此，可以提高读写速度。在读取到对应的磁盘物理地址之后，先从物理空间缓存中读取用户数据，在物理空间缓存中不存在要读取的用户数据时，再从物理空间磁盘中读取，由于物理空间缓存的读写速度高于物理空间磁盘的读写速度，因此，进一步提高了读写速度。此外，存储设备在将用户数据发送至客户端之后，还会将该用户数据写入物理空间缓存，可以方便下一次的快速读取。

与前述读写数据方法的实施例相对应，本申请还提供了读写数据装置的实施例。

本申请读写数据装置的实施例可以应用在存储设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图3所示，为本申请根据一示例性实施例示出的一种存储设备的硬件结构图，除了图3所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的设备通常根据该设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

图4A为本申请根据一示例性实施例示出的一种写数据装置的实施例结构图，如图4A所示，该实施例应用于存储设备上，该装置包括：第一接收模块410、第一获取模块420、写入物理空间缓存模块430、第一判断模块440、及写入物理空间磁盘模块450。

其中，第一接收模块410，用于接收来自客户端的写请求，所述写请求携带有虚拟地址与用户数据；

第一获取模块420，用于若所述元数据缓存中存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

写入物理空间缓存模块430，用于从物理空间缓存中获取所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将所述用户数据写入到所述缓存物理地址对应的子物理空间缓存中；

第一判断模块440，用于判断所述物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；

写入物理空间磁盘模块450，用于当判断结果为是时，将所述物理空间缓存中的所述用户数据写入所述磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从所述物理空间缓存中删除所述用户数据；

其中，所述物理空间缓存的读写速度高于所述物理空间磁盘的读写速度。

在一个可选的实现方式中，所述装置还包括(图4A中未示出)：

第二获取模块，用于若所述元数据缓存中不存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则判断元数据磁盘中是否存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；若是，则从所述元数据磁盘中读取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；若否，则从所述元数据磁盘中获取未被映射的磁盘物理地址，并将所述未被映射的磁盘物理地址确定为所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；建立所述虚拟地址与所述磁盘物理地址的映射关系，并将所述映射关系写入所述元数据缓存中；

其中，所述元数据缓存的读写速度高于所述元数据磁盘的读写速度。

在另一个可选的实现方式中，所述装置还包括(图4A中未示出)：

第二判断模块，用于在所述获取模块将所述映射关系写入所述元数据缓存中之后，判断所述元数据缓存中已经被占用的空间是否大于第二设定阈值；

写入元数据磁盘模块，用于当判断结果为是时，将所述元数据缓存中的所述映射关系写入所述元数据磁盘中，并从所述元数据缓存中删除所述映射关系。

图4B为本申请根据图4A所示实施例基础上示出的一种读数据装置的实施例结构图，如图4B所示，该装置包括：第二接收模块460、第一获取模块420、判断及读取模块470、发送模块480。

其中，第二接收模块460，用于接收来自客户端的读请求，所述读请求携带有虚拟地址；

第一获取模块420，还用于若所述元数据缓存中存在所述读请求携带的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

判断及读取模块470，用于判断物理空间缓存中是否存在所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址；若存在，则从所述物理空间缓存中读取所述缓存物理地址对应的用户数据；若不存在，则从物理空间磁盘中读取所述磁盘物理地址对应的用户数据；

发送模块480，用于将所述用户数据发送至所述客户端。

在一个可选的实现方式中，所述第二获取模块，还用于若所述元数据缓存中不存在所述读请求携带的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则判断元数据磁盘中是否存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；

若是，则从所述元数据磁盘中读取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本申请方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

由上述实施例可知，存储设备在接收到写请求时，先从元数据缓存中获取虚拟地址对应的磁盘物理地址，再从物理空间缓存中获取该磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将该用户数据写入到该缓存物理地址对应的子物理空间缓存中，最后判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；若是，则将物理空间缓存中的该用户数据写入该磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从物理空间缓存中删除该用户数据。基于上述实现方式，由于存储设备是从元数据缓存中读取虚拟地址对应的磁盘物理地址，而不需要从磁盘读取对应的磁盘物理地址，因此，可以提高写速度。此外，存储设备将写请求中的用户数据先写入物理空间缓存，而不是物理空间磁盘中，可以方便下一次的快速读取。并且在将用户数据写入到缓存物理地址对应的子物理空间缓存中之后，存储设备还判断物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值，以避免物理空间缓存的空间被占用完，而导致客户端业务异常的问题。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种写数据方法，其特征在于，所述方法应用于包括物理空间缓存、元数据缓存以及物理空间磁盘的存储设备上，所述方法包括：

接收来自客户端的写请求，所述写请求携带有虚拟地址与用户数据；若所述元数据缓存中存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址，并从物理空间缓存中获取所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将所述用户数据写入到所述缓存物理地址对应的子物理空间缓存中；

判断所述物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；若是，则将所述物理空间缓存中的所述用户数据写入所述磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从所述物理空间缓存中删除所述用户数据；

其中，所述物理空间缓存的读写速度高于所述物理空间磁盘的读写速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储设备还包括至元数据磁盘，所述方法还包括：

若所述元数据缓存中不存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则判断元数据磁盘中是否存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；

若是，则从所述元数据磁盘中读取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

若否，则从所述元数据磁盘中获取未被映射的磁盘物理地址，并将所述未被映射的磁盘物理地址确定为所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；建立所述虚拟地址与所述磁盘物理地址的映射关系，并将所述映射关系写入所述元数据缓存中；

其中，所述元数据缓存的读写速度高于所述元数据磁盘的读写速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述映射关系写入所述元数据缓存中之后，所述方法还包括：

判断所述元数据缓存中已经被占用的空间是否大于第二设定阈值；

若是，则将所述元数据缓存中的所述映射关系写入所述元数据磁盘中，并从所述元数据缓存中删除所述映射关系。

4.根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

接收来自客户端的读请求，所述读请求携带有虚拟地址；

若所述元数据缓存中存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

判断物理空间缓存中是否存在所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址；若存在，则从所述物理空间缓存中读取所述缓存物理地址对应的用户数据；若不存在，则从物理空间磁盘中读取所述磁盘物理地址对应的用户数据；

将所述用户数据发送至所述客户端。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述元数据缓存中不存在所述读请求携带的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则判断元数据磁盘中是否存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；

若是，则从所述元数据磁盘中读取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址。

6.根据权利要求2-5任一所述的方法，其特征在于，所述存储设备包括多个多个物理空间磁盘和多个元数据磁盘，所述物理空间磁盘与所述元数据磁盘一一对应，并且每个物理空间磁盘对应有一个物理空间缓存，每个元数据磁盘对应有一个元数据缓存，每个元数据缓存大小采用平均分配方式或固定分配方式，每个物理空间缓存大小采用平均分配方式或固定分配方式；

其中，所述平均分配方式是指为每个元数据缓存或者每个物理空间缓存分配的空间大小相同；所述固定分配方式是指为每个元数据缓存或者每个物理空间缓存分配的空间大小是预设空间大小。

7.一种写数据装置，其特征在于，所述装置应用于包括物理空间缓存、元数据缓存以及物理空间磁盘的存储设备上，所述装置包括：

第一接收模块，用于接收来自客户端的写请求，所述写请求携带有虚拟地址与用户数据；

第一获取模块，用于若所述元数据缓存中存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

写入物理空间缓存模块，用于从物理空间缓存中获取所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址，并将所述用户数据写入到所述缓存物理地址对应的子物理空间缓存中；

第一判断模块，用于判断所述物理空间缓存中已经被占用的空间是否大于第一设定阈值；

写入物理空间磁盘模块，用于当判断结果为是时，将所述物理空间缓存中的所述用户数据写入所述磁盘物理地址对应的物理空间磁盘中，并从所述物理空间缓存中删除所述用户数据；

其中，所述物理空间缓存的读写速度高于所述物理空间磁盘的读写速度。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述存储设备还包括元数据磁盘，所述装置还包括：

第二获取模块，用于若所述元数据缓存中不存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则判断元数据磁盘中是否存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；若是，则从所述元数据磁盘中读取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；若否，则从所述元数据磁盘中获取未被映射的磁盘物理地址，并将所述未被映射的磁盘物理地址确定为所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；建立所述虚拟地址与所述磁盘物理地址的映射关系，并将所述映射关系写入所述元数据缓存中；

其中，所述元数据缓存的读写速度高于所述元数据磁盘的读写速度；

所述装置还包括：

第二判断模块，用于在所述获取模块将所述映射关系写入所述元数据缓存中之后，判断所述元数据缓存中已经被占用的空间是否大于第二设定阈值；

写入元数据磁盘模块，用于当判断结果为是时，将所述元数据缓存中的所述映射关系写入所述元数据磁盘中，并从所述元数据缓存中删除所述映射关系。

9.根据权利要求7-8任一所述的装置，其特征在于，所述装置包括：

第二接收模块，用于接收来自客户端的读请求，所述读请求携带有虚拟地址；

所述第一获取模块，还用于若所述元数据缓存中存在所述读请求携带的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则获取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址；

判断及读取模块，用于判断物理空间缓存中是否存在所述磁盘物理地址对应的缓存物理地址；若存在，则从所述物理空间缓存中读取所述缓存物理地址对应的用户数据；若不存在，则从物理空间磁盘中读取所述磁盘物理地址对应的用户数据；

发送模块，用于将所述用户数据发送至所述客户端。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，

所述第二获取模块，还用于若所述元数据缓存中不存在所述读请求携带的虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系，则判断元数据磁盘中是否存在所述虚拟地址与磁盘物理地址的映射关系；

若是，则从所述元数据磁盘中读取所述虚拟地址对应的磁盘物理地址。