CN106255953B - 持久性数据存储体中的前向参考记录的方法和系统 - Google Patents

持久性数据存储体中的前向参考记录的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本文描述的实施例为增强持久性数据存储体(例如，非易失性存储器，诸如闪速存储器)的可靠性和性能的方法和系统。该方法包括生成与第一写入数据相关联的日志条目。该方法还包括生成第一记录，该第一记录包含日志条目、第一写入数据和指向与第一记录不同的第二记录的指针。该方法还包括进行单个写入操作，该单个写入操作包括将第一记录写入到持久性数据存储体。

Description

持久性数据存储体中的前向参考记录的方法和系统
技术领域
所公开的实施例一般涉及存储器系统，特别涉及改进存储介质(例如，包含诸如闪速存储器的非易失性存储器的持久性数据存储体(datastore))的可靠性和性能。
背景技术
一般地，当数据被写入到数据库以持久存储时，启动两个写入到持久性存储，一个用于数据且另一个用于相应的日志条目。日志条目用于恢复数据，或用于再现相应的写入操作。进行两个单独的写入操作比单个写入操作引入更多等待时间，但是将日志条目写入到持久性存储提供了不可通过其他方式获得的恢复和数据库复制能力。然而，减少与写入日志条目相关联的附加等待时间是可取的。
发明内容
所公开的方法和系统改善了持久性数据存储体(例如，非易失性存储器，诸如闪速存储器)的可靠性和性能。利用单个写入操作将包括写入数据和日志条目的记录写入到持久性数据存储体。
附图说明
为了使得可以更详细地理解本公开，通过参考各种实施例的特征可以具有更具体的描述，其中一些实施例在附图中示出。然而，附图仅仅说明了本公开的更相关的特征，因此不应被认为是限制性的，因为该描述可以允许其它有效的特征。
图1是示出了根据一些实施例的数据存储系统的实现方式的框图。
图2A是示出了根据一些实施例的管理模块的实现方式的框图。
图2B是示出了根据一些实施例的计算机系统(例如主机)的实现方式的框图。
图3示出了根据一些实施例的多个相关数据结构的框图。
图4示出了根据一些实施例的生成图3中的数据结构的方法的流程图表示。
图5示出了根据一些实施例的日志流的框图。
图6示出了根据一些实施例的日志流的一部分的框图。
图7示出了根据一些实施例的相关数据结构的框图。
图8A-8C示出了根据一些实施例的持久存储(persist)数据的方法的流程图表示。
根据一般惯例，附图中说明的各种特征可能不按比例绘制。因此，为了清楚，各种特征的尺寸可能任意扩大或缩小。此外，附图的一些可能未描述给定的系统、方法或设备的所有组件。最后，相同的附图标记可以用于表示说明书和附图中的相同的特征。
具体实施方式
本文描述的各种实施例包括改善持久性数据存储体(例如，非易失性存储器(NVM)，诸如闪速存储器)的可靠性和性能的方法和/或系统。一些实施例包括用于有效地并可靠地持久存储数据作为持久性数据存储体的部分的方法和/或系统(或设备)。
一些实施例包括持久存储数据的方法。在一些实施例中，通过具有一个或多个处理器和与持久性数据存储体操作地耦合的存储器的电子系统(例如，图1的计算机系统110，或图1的存储控制器120)来进行该方法。例如，持久性数据存储体包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储器件、光盘存储器件、闪速存储器器件或其他非易失性固态存储器件。该方法包括生成与第一写入数据相关联的日志条目。该方法还包括生成包含该日志条目、第一写入数据以及指向与第一记录不同的第二记录的指针的第一记录。该方法还包括进行单个写入操作，该单个写入操作包括将第一记录写入到持久性数据存储体。
一些实施例包括电子系统(本文中有时称为电子设备)，其包括：一个或多个处理器；以及存储器，存储要由该一个或多个处理器来执行的一个或多个程序，该一个或多个程序包括用于进行本文描述的任何方法或控制进行本文描述的任何方法的进行的指令。一些实施例包括非暂时性计算机可读存储介质，其存储用于由电子系统或设备的一个或多个处理器执行的一个或多个程序，该一个或多个程序包括用于进行本文描述的任何方法的指令。一些实施例包括电子系统或设备，其包括：用于进行本文描述的任何方法的操作的装置。
本文描述许多细节以便提供对在附图中示出的示例的实施例的透彻理解。然而，一些实施例可以在没有很多具体细节的情况下实践，并且权利要求的范围仅由在权利要求中具体记载的那些特征和方面来限制。此外，没有描述公知的方法、组件和电路的详尽细节，以免不必要地模糊本文所描述的实施例的更相关的方面。
图1是根据一些实施例的数据存储系统100的实现方式的图。虽然一些示例的特征被示出，为了简洁的目的以及为了不模糊这里公开的示例的实施例的更相关的方面，没有示出各种其他特征。为此，作为非限制性示例，数据存储系统100包含存储控制器120以及存储介质130，并且数据存储系统100与计算机系统110结合使用。在一些实施例中，存储介质130包括单个存储器器件(例如，非易失性存储器(NVM)器件，诸如闪速存储器器件或磁盘驱动器，有时被称为硬盘驱动器)，而在其他实现方式中，存储介质130包括多个存储器器件。在一些实施例中，存储介质130包括NAND类型闪速存储器或者NOR类型闪速存储器。此外，在一些实施例中，存储控制器120是固态驱动器(SSD)控制器。然而，根据各种实施例的方面，可以包含一个或多个其他类型的存储介质。
计算机系统110通过数据连接101耦合至存储控制器120。然而，在一些实施例中，计算机系统110包括作为组件和/或子系统的存储控制器120。计算机系统110可以是任何合适的计算机器件，比如计算机、膝上型计算机、平板设备、笔记本、因特网信息站(kiosk)、个人数字助理、移动电话、智能电话、游戏设备、计算机服务器、或任何其他计算设备。计算机系统110有时称为主机或主机系统。在一些实施例中，计算机系统110包含一个或多个处理器、一种或多种类型的存储器、显示器和/或其他用户界面组件，诸如键盘、触摸屏显示器、鼠标、跟踪板、数字相机和/或任何数量的辅助设备以添加功能。
存储介质130通过连接103耦合至存储控制器120。连接103有时称为数据连接，但是除了传达数据之外通常还传达命令，并且可选地除了传达要存储在存储介质130中的数据值和从存储介质130读取的数据值之外还传达元数据、错误校正信息和/或其他信息。然而，在一些实施例中，存储控制器120和存储介质130被包含在相同的设备中作为其组件。此外，在一些实现方式中，存储控制器120和存储介质130嵌入在主机设备中，诸如移动设备、平板机、其他计算机或计算机控制的设备，并且本文描述的方法由嵌入的存储控制器来进行。存储介质130可能包含任何数量(即，一个或多个)的存储器器件，存储器器件包含但不限于非易失性半导体存储器器件，诸如闪速存储器。例如，闪速存储器器件可以配置用于适于诸如云计算的应用的企业存储，或者用于缓存存储在(或要存储在)诸如硬盘驱动器的次级存储中的数据。此外和/或可替代地，闪速存储器也可以配置用于相对较小规模的应用，比如个人闪速驱动器或对于个人、膝上型和平板计算机的硬盘替代物。
在一些实施例中，存储介质130是持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器)，并且存储介质130包括多个记录132，每个记录132包括写入数据和相应的日志条目。在一些实施例中，每个记录对应于针对持久性数据存储体的业务(transaction)(例如，写入操作)。在一些实施例中，存储介质130还包括日志流134，其包括多个日志流部分，其中每个日志流部分包括日志条目集合(例如，256个日志条目)。在一些实施例中，存储介质130还包括一个或多个数据存储快照136。在一些实施例中，一个或多个数据存储快照136的每个对应于在一个时间点的一个或多个数据存储表的状态，其中该一个或多个数据存储表使得主机能够访问存储在永久数据存储中的数据。例如，每N个业务(例如，N＝1000、10000等)生成一个或多个数据存储表的快照。
在一些实施例中，存储介质130被分成若干可寻址且可单独选择的块。在一些实施例中，可单独选择的块是闪速存储器器件中最小尺寸可擦除单元。换句话说，每个块包含可被同时擦除的最小数量的存储器单元。每个块通常被进一步分成多个页和/或字线，其中每个页或字线通常是块中的最小单独可访问的(可读取的)的部分的实例。然而，在一些实施例中(例如，使用一些类型的闪速存储器)，数据组的最小单独可访问的单元是扇区，扇区是一页的子单元。即，块包含多个页，每个页包含多个扇区，并且每个扇区是用于从闪速存储器器件读取数据的数据的最小单元。
例如，一个块包括任意数量的页，例如，64个页、128个页、256个页、或另一个合适的数量的页。块通常被分组为多个区域。每个块在一定程度上可以独立地管理，这增加了并行操作的并行化程度并且简化了存储介质130的管理。
在一些实施例中，存储控制器120包括管理模块121、输入缓冲器123、输出缓冲器124、错误控制模块125和存储介质接口(I/O)128。存储控制器120可以包含各种附加的特征，为了简洁的目的以及为了不模糊本文所公开的示例的实施例的更相关的特征，没有示出这些附加的特征，并且特征的不同排列可以是可能的。输入和输出缓冲器123、124通过数据连接101提供与计算机系统110的接口。类似地，存储介质I/O 128通过数据连接103提供与存储介质130的接口。在一些实施例中，存储介质的I/O 128包含读取和写入电路，其包含能够将读取信号提供给存储介质130(例如，用于NAND类型闪速存储器的读取阈值电压)的电路。
在一些实施例中，管理模块121包含一个或多个处理单元(CPU，有时也称为一个或多个处理器)122，处理单元122配置为执行一个或多个程序中(例如，管理模块121中)的指令。在一些实施例中，一个或多个CPU 122由存储控制器120内的一个或多个组件共享，并且在一些情况下超出存储控制器120的功能。管理模块121耦合至输入缓冲器123、输出缓冲器124(连接未示出)、错误控制模块125和存储介质I/O 128，以协调这些组件的操作。
错误控制模块125耦合至存储介质I/O 128、输入缓冲器123和输出缓冲器124。提供错误控制模块125以限制无意中引入到数据中的不可校正的错误的数量。在一些实施例中，错误控制模块125由管理模块121的一个或多个CPU 122在软件中执行，并且，在其它实施例中，错误控制模块125整体地或者部分地使用专用电路进行编码和解码功能来实现。为此，错误控制模块125包括编码器126和解码器127。编码器126通过应用错误控制码来编码数据以产生码字，该码字随后被存储在存储介质130中。
当从存储介质130读取所编码的数据(例如，一个或多个码字)时，解码器127对编码的数据应用解码处理以恢复数据，并且在错误控制码的错误校正能力之内校正恢复的数据中的错误。本领域的技术人员将了解，各种错误控制码具有不同的误差检测和校正能力，并且由于超出本公开的范围的理由，对各种应用选择具体的码。这样，在此不提供对各种类型的错误控制码的详尽回顾。此外，本领域的技术人员将理解，每种类型或系列的错误控制码可以具有对于该类型或系列的错误控制码特定的编码和解码算法。另一方面，在多个不同类型或系列的错误控制码的解码中可以至少在某种程度上利用一些算法。这样，为了简洁起见，在此不提供本领域的技术人员通常可得的和已知的各种类型的编码和解码算法的详尽描述。
在写入操作期间，输入缓冲器123从计算机系统110接收要存储在存储介质130中的数据(例如，写入数据)。使得在输入缓冲器123中保存的数据对编码器126可用，编码器126编码该数据以产生一个或多个码字。使得该一个或多个码字对存储介质I/O 128可用，存储介质I/O 128以依赖于所利用的存储介质的类型的方式将该一个或多个码字传输到存储介质130。
当计算机系统(主机)110将控制线111上的一个或多个主机读取命令发送到从存储介质130请求数据的存储控制器120时，启动读取操作。存储控制器120将一个或多个读取访问命令经由存储介质I/O 128发送到存储介质130，以根据由该一个或多个主机读取命令指定的存储器位置(地址)来获得原始读取数据。存储介质I/O 128将该原始读取数据(例如，包括一个或多个码字)提供给解码器127中。如果解码成功，则解码的数据被提供给输出缓冲器124，在那里使得解码的数据对计算机系统110可用。在一些实施例中，如果解码不成功，则存储控制器120可以借助于多个补救动作或提供不可解决的错误条件的指示。
图2A是示出根据一些实施例的示例性管理模块121的框图。管理模块121通常包括：一个或多个处理单元(CPU)122，用于执行存储在存储器202中的模块、程序和/或指令，并由此进行处理操作；存储器202；以及用于互连这些组件的一个或多个通信总线204。一个或多个通信总线204可选地包括互连系统组件和控制系统组件之间的通信的电路(有时称为芯片组)。管理模块121通过一个或多个通信总线204与缓冲器123、缓冲器124、错误控制模块125和存储介质130(例如，通过存储介质I/O 128)可操作地耦合。存储器202包括高速随机存取存储器，诸如DRAM、SRAM、DDR RAM或其他随机存取固态存储器器件，并且可以包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储器件、光盘存储器件、闪速存储器器件或其它非易失性固态存储器件。存储器202可选地包括位于远离一个或多个CPU 122的一个或多个存储器件。存储器202或者可替代地存储器202内的非易失性存储器器件包括非暂时计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器202或者存储器202的非暂时计算机可读存储介质存储以下程序、模块和数据结构或其子集或超集：
·数据读取模块206，用于根据来自计算机系统110的读取命令来进行读取操作以从存储介质130(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的持久性数据存储体)读取数据；
·数据写入模块208，用于根据来自计算机系统110的写入命令来进行写入操作以将数据(例如，包括写入数据和日志条目的记录)写入到存储介质130；
·数据擦除模块210，用于根据来自计算机系统110的擦除命令来进行擦除操作以从存储介质130擦除数据；
·日志条目模块212，用于生成与相应的写入数据相关联的日志条目；
·分配模块214，用于为记录分配存储介质130的一部分(例如，一组逻辑地址)；
·参考生成模块216，用于为记录生成参考标识符；
·记录管理模块218，用于通过用先前生成的值和获得的数据填充(populate)记录的多个字段来生成记录；例如，记录可以包括以下字段(或这些字段的子集)：元数据、日志条目、用于该记录的参考标识符、用于下一个记录的前向参考标识符、与为下一个记录分配的存储介质130的部分相关联的前向参考地址、以及写入数据；在一些实施例中，先前生成的值和获得的数据被临时存储在记录缓冲器220中；
·日志流管理模块222，用于将临时存储在日志流缓冲器224中的多个日志条目批处理(batch)为日志条目集合，并将日志流部分写入到存储介质130中的日志流134；日志流部分包括日志条目集合和参考对(例如，包括前向参考标识符和与下一个记录相关联的前向参考地址)；在一些实施例中，日志流部分包括多于一个参考对，如下面更详细地说明的；
·恢复模块226，用于响应于检测到错误条件或同步命令，进行恢复处理，或致恢复处理被执行；
·删除模块228，用于从存储介质130删除记录；以及
·逻辑到物理映射230，其将逻辑地址映射到存储介质130的各自部分的物理地址，并且可选地还将存储介质130的各自部分的物理地址映射到逻辑地址。
上面标识出的要素的每个可以存储在先前提到的存储器器件的一个或多个中，并且对应于用于进行上述功能的指令集。上述标识出的模块或程序(即，指令集)不必被实现为单独的软件程序、过程或模块，因此这些模块的各种子集可以被组合或以其他方式重新布置在各种实施例中。在一些实施例中，存储器202存储上述标识出的模块和数据结构的子集。此外，存储器202可以存储上面没有描述的附加的模块和数据结构。在一些实施例中，存储在存储器202中或存储器202的非暂时计算机可读存储介质中的程序、模块和数据结构提供用于实现下面参照图8A-8C所述的任何方法的指令。
图2B是示出了根据一些实施例的计算机系统100(例如主机)的框图。计算机系统110通常包括：一个或多个处理单元(CPU)252，用于执行存储在存储器256中的模块、程序和/或指令，并由此进行处理操作；存储器256；一个或多个网络接口258；以及用于互连这些组件的一个或多个通信总线254。一个或多个通信总线254可选地包括互连系统组件并控制系统组件之间的通信的电路(有时称为芯片组)。计算机系统110通过一个或多个通信总线254与数据存储系统100可操作地耦合。在一些实施例中，计算机系统110还包括用户接口260。用户接口260包括一个或多个输出设备262，该一个或多个输出设备262使能呈现介质内容，其包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示器。用户接口260还包括一个或多个输入设备264，这包括促进用户输入的用户接口组件，诸如键盘、鼠标、语音命令输入单元或麦克风、触摸屏显示器、触敏输入板、手势捕捉相机或其它输入按钮或控制。存储器256包括高速随机存取存储器，诸如DRAM、SRAM、DDR RAM或其他随机存取固态存储器器件，并且可以包括非易失性存储器，诸如一个或多个磁盘存储器件、光盘存储器件、闪速存储器器件或其它非易失性固态存储器件。存储器256可选地包括位于远离一个或多个CPU 252的一个或多个存储器件。存储器256或者可替代地存储器256内的非易失性存储器器件包括非暂时计算机可读存储介质。在一些实施例中，存储器256或者存储器256的非暂时计算机可读存储介质存储以下程序、模块和数据结构或其子集或超集：
·操作系统266，包括用于处理各种基本系统服务和用于进行依赖硬件的任务的程序；
·网络通信模块268，用于将计算机系统100连接到经由一个或多个网络接口258(有线或无线)与一个或多个网络连接的数据存储系统110；
·呈现模块270，用于经由与用户接口260相关联的一个或多个输出设备262(例如，显示器、扬声器等)使能在计算机系统110处呈现信息(例如，用于网页或应用程序的用户接口、音频和/或视频内容、文本等)的表示；
·输入处理模块272，用于检测来自一个或多个输入设备614的一个的一个或多个用户输入或交互并解释所检测的输入或交互；
·存储器命令模块274，用于发出存储器命令(例如，读取、写入和擦除命令)到存储控制器120；以及
·管理模块276，用于持久存储数据，该管理模块276包括但不限于：
°日志条目模块278，用于生成与相应的写入数据相关联的日志条目；
°分配模块280，用于为记录分配存储介质130(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的持久性数据存储体)的一部分(例如，一组逻辑地址)；
°参考生成模块282，用于为记录生成参考标识符；
°记录管理模块284，用于通过用先前生成的值和获得的数据填充记录的多个字段来生成记录，例如包括元数据、日志条目、用于记录的参考标识符、用于下一个记录的前向参考标识符、与为下一个记录分配的存储介质130的部分相关联的前向参考地址、以及写入数据，其中，先前生成的值和获得的数据被(临时)存储在记录缓冲器286中；
°日志流管理模块288，用于将(临时)存储在日志流缓冲器290中的多个日志条目批处理为日志条目集合，并将日志流部分写入到存储介质130中的日志流134，该日志流部分包括日志条目集合和参考对(例如，包括前向参考标识符和与下一个记录相关联的前向参考地址)；
°恢复模块292，用于响应于检测到错误条件或同步命令，进行恢复处理或致使恢复处理被执行；
°删除模块294，用于从存储介质130删除记录；
°逻辑到物理映射296，将逻辑地址与存储介质130的各个部分的物理地址相关联；以及
°一个或多个数据库表298(例如，一组索引或目录)，用于定位存储在存储介质130(例如，持久性数据存储体)中的数据(例如，记录132)。
上面标识出的要素的每个可以存储在先前提到的存储器器件的一个或多个中，并且对应于用于进行上述功能的指令集。上述标识出的模块或程序(即，指令集)不必被实现为单独的软件程序、过程或模块，因此这些模块的各种子集可以被组合或以其他方式重新布置在各种实施例中。在一些实施例中，存储器256存储上述标识出的模块和数据结构的子集。此外，存储器256可以存储上面没有描述的附加的模块和数据结构。在一些实施例中，存储在存储器256中或存储器256的非暂时计算机可读存储介质中的程序、模块和数据结构提供用于实现下面参照图8A-8C所述的任何方法的指令。
虽然图2A-图2B分别示出了管理模块121和计算机系统110，但是图2A-图2B更意在作为分别可以存在于管理模块和计算机系统中的各种特征的功能描述，而不是作为本文所述的实施例的结构示意。在实践中，并且如本领域的普通技术人员所认识到的，分开示出的程序、模块和数据结构可以组合，且某些程序、模块和数据结构可以分离。
图3示出了根据一些实施例的多个相关数据结构(例如，记录302)的框图。图3包括记录302-1、302-2、302-3和302-4。在图3中，在持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的存储介质130)中的逻辑地址或一组逻辑地址已经被分配给每个记录302-1、302-2、302-3和302-4；然而，只有记录302-1、302-2和302-3已经被写入到持久性数据存储体。
每个记录302-1、302-2和302-3包括元数据304、日志条目306、参考标识符308、前向参考标识符310、前向参考地址312和写入数据314。记录302-3例如包括元数据304-3、日志条目306-3、参考标识符308-3、前向参考标识符310-3、前向参考地址312-3和写入数据314-3。
在一些实施例中，代表性元数据304-1包括与写入数据314-1相关的信息。例如，元数据304-1包括与写入数据314-1的提供者对应的信息，诸如与提供写入数据314-1一方或者写入数据314-1的作者相关联的唯一标识符。在另一个示例中，元数据304-1包括与写入数据314-1相关的信息，诸如指示记录302-1的写入操作的时间的时间戳、编码和加密信息、冗余信息和/或其他这样的信息。
在一些实施例中，代表性日志条目306-1包括响应于检测到错误条件(例如，电源故障、不可校正的位错误率等)或同步命令而足以重放(replay)与写入数据314-1相关联的业务(例如，写入操作)的信息。这样，日志条目使得电子系统或设备(例如，计算机系统110，图1，或存储控制器120，图1)能够重放在最近的快照之后执行的对持久性数据存储体的业务。例如，日志条目306-1包括为写入数据314-1分配的逻辑地址，或者可替代地包括记录302-1的逻辑地址。在该示例中，包括在日志条目306-1中的信息使得电子系统或设备能够确定在哪里写入数据314-1符合持久性数据存储体(例如，为写入数据分配的逻辑地址或者一组逻辑地址)的情形。
在一些实施例中，代表性参考标识符308-1是用于记录302-1的唯一标识符。例如，参考标识符308-1是随机生成的N位数字。在另一个示例中，参考标识符308-1包括在较高的N/2个位中的N/2位数字(其包含相应的记录302的写入操作的以秒为单位的时间)和在参考标识符308-1的较低的N/2个位中的随机生成的N/2位数字。在图3中，用于记录302-1的参考标识符308-1为0x6681。
在一些实施例中，代表性前向参考标识符310-1包括下一个记录的参考标识符。在图3中，用于记录302-1的前向参考标识符310-1为0x3695，其对应于记录302-2的参考标识符308-2。
在一些实施例中，代表性前向参考地址312-1包括指向分配给下一个记录的逻辑地址或者一组逻辑地址的指针。例如，记录302-1中的前向参考地址312-1指示分配给记录302-2(即下一个记录)的第一个逻辑地址。
在一些实施例中，代表性写入数据314-1由主机(例如，计算机系统110)来提供。
在一些实施例中，每个记录302具有预定的大小或多个预定的大小中的一个(例如，4kB、64kB、1MB、16MB等)。在一些实施例中，每个记录302具有取决于相应的写入数据314的大小的不同大小。
图4示出了根据一些实施例的生成图3中的数据结构(例如，记录302)的方法400的流程图表示。在一些实施例中，方法400由具有一个或多个处理器和存储器的电子系统或设备来进行，该存储器可操作地与持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器(NVM)的存储介质130)耦合。例如，方法400由存储控制器120或者其一个或多个组件(例如，管理模块121，图1和图2A)来进行。在另一个示例中，方法400由计算机系统110或者其一个或多个组件(例如，管理模块276，图2B)来进行。在一些实施例中，方法400由存储在非暂时计算机可读存储介质中的指令支配，并且这些指令由电子系统或设备的一个或多个处理器执行。例如，上述的一个或多个处理器是管理模块121的一个或多个处理单元(CPU)122、或计算机系统110的一个或多个处理单元(CPU)252。
电子系统或设备生成(402)与用于记录A(例如，在图3中的记录302-1)的写入数据相关联的日志条目。在一些实施例中，日志条目包括足以重放与记录A的写入数据相关联的业务(例如，写入操作)的信息。
电子系统或设备为下一记录分配(404)持久性数据存储体的一部分，该下一记录在此称为记录B。在一些实施例中，一组逻辑地址被分配给记录B，并且逻辑到物理映射230被更新以包括所分配的该组逻辑地址。
电子系统或设备生成(406)用于记录B的参考标识符。在图3中，例如，用于记录302-2的参考标识符308-2为0x3695。在一些实施例中，参考标识符是标识记录的唯一数字。在一些实施例中，参考标识符是单调增加且随机生成的。
电子系统或设备生成(408)记录A。在一些实施例中，生成记录A包括用存储在记录缓冲器220中的先前生成的值和获得的数据填充记录A的多个字段。在一些实施例中，记录A包括：(ⅰ)在步骤402中生成的用于记录A的日志条目；(ii)用于记录A的参考标识符(例如，先前生成的)；(iii)用于记录B的前向参考标识符(例如，0x3695)，该前向参考标识符与在步骤406中为记录B生成的参考标识符相匹配；(iv)用于记录B的前向参考地址，该前向参考地址对应于在步骤404中为记录B分配的一组逻辑地址或者该组逻辑地址中的第一逻辑地址；以及(v)用于记录A的写入数据(例如，从主机获得的)。然而，在一些实施例中，记录A包括这些字段的子集，并且可选地包括附加的字段。
电子系统或设备进行单个写入操作以将记录A写入(410)到持久性数据存储体。例如，数据写入模块208将记录A写入到为记录A分配的一组逻辑地址。在一些实施例中，虽然记录A被写入到一组连续的逻辑地址，但是记录A跨过持久性数据存储体(例如，一个或多个闪速存储器器件，一个或多个闪速存储器块，等等)的一个或多个物理部分而被打断(strip)。
接下来，电子系统或设备生成(412)与用于记录B(例如，在图3中的记录302-2)的写入数据相关联的日志条目。
电子系统或设备为下一个记录分配(414)持久性数据存储体的一部分，该下一记录在此称为记录C。在一些实施例中，一组逻辑地址被分配给记录C，并且逻辑到物理映射230被更新以包括所分配的该组逻辑地址。
电子系统或设备生成(416)用于记录C的参考标识符。在图3中，例如，用于记录302-3的参考标识符308-3为0x4231。
电子系统或设备生成(418)记录B。在一些实施例中，记录B包括：(i)在步骤412中为记录B生成的日志条目；(ii)在步骤406中为记录B生成的参考标识符；(iii)用于记录C的前向参考标识符(例如，0x4231)，该前向参考标识符与在步骤416中为记录C生成的参考标识符相匹配；(iv)用于记录C的前向参考地址，该前向参考地址对应于为记录C分配的一组逻辑地址或者该组逻辑地址中的第一逻辑地址；以及(v)用于记录B的写入数据。然而，在一些实施例中，记录B包括这些字段的子集，并且可选地包括附加的字段。
电子系统或设备进行单个写入操作以将记录B写入(420)到持久性数据存储体。例如，数据写入模块208将记录B写入到在步骤404中为记录B分配的一组逻辑地址。
电子系统或设备继续将记录写入到持久存储中，如上所述，并且在写入每个这样的记录之前，为下一个记录分配持久性数据存储体的一部分，使得被写入到持久性数据存储体的每个记录包括相对于正在被写入的记录的下一个记录的前向参考地址和前向参考标识符、以及日志条目和写入数据。此外，每个这样的记录用单个写入操作被写入，如上所述。
图5示出了根据一些实施例的日志流134的框图。日志流134存储在持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的存储介质130)中，并且日志流134包括多个日志流部分，这包含日志流部分504-1和504-2。
在一些实施例中，在日志流134中的多个日志条目的每个包括足以重放与相应的写入数据相关联的业务(例如，写入操作)的信息。在一些实施例中，日志流134的各个日志流部分504对应于日志条目集合(例如，256个日志条目)。在图5中，日志流部分504-1对应于包括日志条目0至255的日志条目集合，并且日志流部分504-2对应于包括日志条目7324至7679的日志条目集合。
在一些实施例中，电子系统或设备(例如，计算机系统110中，图1，或存储控制器120，图1)或其组件(例如，日志流管理模块222，图2A，或日志流管理模块288，图2B)被配置成将多个日志条目批处理为日志条目集合，并且将日志流部分写入到持久性数据存储体中的日志流。日志流部分包括日志条目集合和参考对。在一些实施例中，日志条目集合中的最后的日志条目被包括在还包含参考对的记录中。在一些实施例中，参考对包括与相应的日志条目还没有被写入到日志流的下一个分配的记录对应的前向参考标识符和前向参考地址。
在图5中，日志流部分504-1包括日志条目0至255(例如，日志条目集合)，并且还包括前向参考标识符506和前向参考地址508(例如，参考对)。前向参考标识符506和前向参考地址508也被包括在对应于日志条目255的记录中。在图5中，日志流部分504-2包括日志条目7324至7679(例如，日志条目集合)，并且还包括前向参考标识符510和前向参考地址512(例如，对应于记录302-1的参考对)。前向参考标识符510和前向参考地址512被包括在对应于日志条目7679的记录中。例如，日志流部分504-1是日志流134的第一部分，并且日志流部分504-2是日志流134的最新的(或最新近被写入的)部分。
例如，电子系统或设备或其组件(例如，日志流管理模块222，图2A，或日志流管理模块288，图2B)在缓冲器(例如，日志流缓冲器224，图2A，或日志流缓冲器290，图2B)中缓存与记录0相关联的日志条目0和包括在记录0中的前向参考标识符的前向参考地址。然后，在该示例中，电子系统或设备或其组件(例如，日志流管理模块222，图2A，或日志流管理模块288，图2B)在缓冲器中缓存与记录1相关联的日志条目1，并且用包含在记录1中的前向参考标识符和前向参考地址替换被包含在记录0中的前向参考标识符和前向参考地址。继续该示例，电子系统或设备或其组件(例如，日志流管理模块222，图2A，或日志流管理模块288，图2B)继续缓存日志条目，并且用在与最新缓存的日志条目相关联的记录中的前向参考标识符和前向参考地址替换已缓存的前向参考标识符和前向参考地址，直到预定计数的日志条目(例如，256个日志条目)被缓存在缓冲器中。在一些可替代的实施例中，电子系统或设备或其组件缓存日志条目而不将前向参考标识符和前向参考地址写入到日志流缓冲器，直到预定计数的日志条目(例如，256个日志条目)被缓存在缓冲器中，此时该电子系统或设备或其组件在日志流缓冲器中存储在与最新缓存的日志条目相关联的记录中的前向参考标识符和前向参考地址。
在一些实施例中，在电子系统或设备或其组件(例如，日志流管理模块222，图2A，或日志流管理模块288，图2B)已经缓存了预定计数的日志条目之后，该电子系统或设备或其组件(例如，数据写入模块208，图2A，或存储器命令模块274，图2B)将缓冲器的内容(例如，日志流部分)写到或致使该内容被写到持久性数据存储体中的日志流134，并且缓冲器被刷新(flush)。
在一些实施例中，响应于检测到错误条件，电子系统或设备或其组件(例如，恢复模块226，图2A，或恢复模块292，图2B)被配置为进行恢复处理以恢复持久性数据存储体。在一些实施例中，响应于同步命令，电子系统或设备或其组件(例如，恢复模块226，图2A，或恢复模块292，图2B)被配置为进行恢复处理以将目标持久性数据存储体与参考持久性数据存储体同步。
在一些实施例中，恢复处理包括利用单个读取操作或一系列连续的读取操作从日志流134读取日志条目。在该示例中，在来自日志流134的日志条目已经被读取之后，电子系统或设备或其组件(例如，恢复模块226，图2A，或恢复模块292，图2B)被配置为利用这些日志条目来重放与每个日志条目相关联的业务。因此，日志流134使得电子系统或设备能够以最小数量的读取操作来进行恢复处理。
在一些实施例中，恢复处理还包括跟随(follow)被包括在最新的日志流部分(例如，日志流部分504-2)中的指向第一记录(例如，记录302-1)的指针(例如，前向参考地址512)，该第一记录的日志条目尚未被写入到日志流。在图5中，在日志流部分504-2中的前向参考地址512包括在为记录302-1分配的一组逻辑地址中的第一逻辑地址。
在一些实施例中，恢复处理还包括确定被包括在最新的日志流部分钟的前向参考标识符是否与第一记录的参考标识符相匹配。在图5中，前向参考标识符510(例如，0x6681)与被包括在记录302-1中的参考标识符(例如，0x6681)相匹配。根据前向参考标识符510与记录302-1参考标识符相匹配的确定，恢复处理还包括利用与记录302-1相关联的日志条目7680来重放与记录302-1的写入数据相关联的业务。
在一些实施例中，恢复处理还包括跟随第一记录(例如，记录302-1)中的到第二记录(例如，记录302-2)的前向参考地址，确定第一记录中的前向参考标识符是否与第二记录中的参考标识符相匹配，并且根据存在匹配的确定，重放与第二记录的写入数据相关联的业务。重复该处理，直到被包括在记录(例如，记录302-3)中的前向参考标识符未能与下一个记录(例如，记录302-4)中的参考标识符相匹配。
当不能确定匹配时，电子系统或设备或其组件(例如，恢复模块226，图2A，或恢复模块292，图2B)被配置为停止恢复处理。匹配失败指示下一个记录(例如，记录302-4)已经被分配但是没有被写入。因此，在检测到错误条件或同步命令之前，电子系统或设备已经完成重放发生的所有业务(例如，已成功交付于持久性数据存储体的所有业务)。
在另一个示例中，与图5中所示的不同，日志流部分504-2中的前向参考地址512指向被分配但没有被写入到持久存储的下一个记录。因此，日志流部分504-2中的前向参考标识符510与被分配但没有被写入的下一个记录相关联的参考标识符不匹配，指示恢复处理完成。
图6示出了根据一些实施例的日志流部分602的框图。在图6中，日志流部分602是持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的存储介质130)中的日志流134(图1)的代表性部分。
日志流部分602包括日志条目0至255和多个参考对。日志流部分602的每个参考对包括指向与多个预定记录大小的一个相关联的参考列表(或记录组)中的下一个分配的记录的第一逻辑地址的指针(例如，前向参考地址)。在一些实施例中，在日志流134中的最后的日志流部分602中，参考对包括与相应的日志条目还没有被写入到日志流134的下一个分配的记录对应的前向参考标识符和前向参考地址。
在图6中，前向参考标识符604和前向参考地址606对应于记录652。在图6中，日志流部分602中的前向参考标识符604(例如，0x6477)与记录652中的参考标识符654(例如，0x6477)相匹配。前向参考地址606对应于为记录652分配的一组逻辑地址或者该组逻辑地址中的第一逻辑地址。记录652为4kB参考列表650中的第一4kB记录。4kB参考列表650链接具有4kB的记录大小的记录。
在图6中，前向参考标识符608和前向参考地址610对应于记录622。在图6中，日志流部分602中的前向参考标识符608(例如，0x7614)与记录622中的参考标识符624(例如，0x7614)相匹配。前向参考地址610对应于为记录622分配的一组逻辑地址或者一组逻辑地址中的第一逻辑地址。记录622为64kB参考列表620中的第一64kB记录。64kB参考列表620链接具有64kB的记录大小的记录。
在图6中，前向参考标识符612和前向参考地址614对应于记录632。在图6中，日志流部分602中的前向参考标识符612(例如，0x5468)与记录632中的参考标识符634(例如，0x5468)相匹配。前向参考地址614对应于为记录632分配的一组逻辑地址或者一组逻辑地址中的第一逻辑地址。记录632为1MB参考列表630中的第一1MB记录。1MB参考列表630链接具有1MB的记录大小的记录。在图6中，日志条目256被包括在记录632中；因此，记录632在对应于日志条目255的记录之后被写入到持久性数据存储体。
在图6中，前向参考标识符616和前向参考地址618对应于记录642。在图6中，日志流部分602中的前向参考标识符616(例如，0x9540)与记录642中的参考标识符644(例如，0x9540)相匹配。前向参考地址618对应于为记录642分配的一组逻辑地址或者一组逻辑地址中的第一逻辑地址。记录642为16MB参考列表640中的第一16MB记录。16MB参考列表640链接具有16MB的记录大小的记录。
图7示出了根据一些实施例的相关数据结构(例如，记录702和710)的框图。
在图7中，记录702存储在持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的存储介质130)中并且包括写入数据704。响应于删除写入数据704的命令，电子系统或设备(例如，计算机系统110，图1，或存储控制器120，图1)或其组件(例如，删除模块228，图2A，或删除模块294，图2B)被配置为生成记录710，该记录710包括指示记录710表示记录702的删除的日志条目712和对应于写入数据704的墓碑(tombstone)714。然后，电子系统或设备或其组件(例如，数据写入模块208，图2A，或存储器命令模块274，图2B)被配置为通过单个写入操作将记录710写入到持久性数据存储体。在一些实施例中，记录710被写入到为记录702分配的一组逻辑地址。
图8A-8B示出了根据一些实施例的持久存储数据的方法800的流程图表示。在一些实施例中，方法800由具有一个或多个处理器和存储器的电子系统或设备来进行，该存储器与持久性数据存储体(例如，包括诸如闪速存储器的非易失性存储器的存储介质130)可操作地耦合。例如，方法800由存储控制器120或者其一个或多个组件(例如，管理模块121，图1和图2A)来进行。在另一个示例中，方法800由计算机系统110或者其一个或多个组件(例如，管理模块276，图2B)来进行。在一些实施例中，方法800由存储在非暂时计算机可读存储介质中的指令和由电子系统或设备的一个或多个处理器执行的指令来管控。
电子系统或设备生成(802)与对应于第一记录的第一写入数据相关联的日志条目。参照图3，例如，电子系统或设备或其组件(例如，日志条目模块212，图2A，或日志条目模块278，图2B)基于写入数据314-1生成用于记录302-1的日志条目306-1。在一些实施例中，在生成记录302-1之前，日志条目306-1随后被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
在一些实施例中，日志条目包括(804)对应于与第一写入数据对应的持久性数据存储体的更新(例如，业务或存储器操作)的信息。
在一些实施例中，电子系统或设备生成(806)用于第一记录的参考标识符。参照图3，例如，电子系统或设备或其组件(例如，参考生成模块216，图2A，或参考生成模块282，图2B)生成用于记录302-1的参考标识符308-1(例如，0x6681)。在一些实施例中，在生成记录302-1之前，参考标识符308-1随后被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
在一些实施例中，在进行(808)对应于第一记录的写入操作之前，电子系统或设备为第二记录分配(810)持久性数据存储体的一部分。参照图3，例如，在将记录302-1写入到持久性数据存储体之前，电子系统或设备或其组件(例如，分配模块214，图2A，或分配模块280，图2B)为记录302-2分配在持久性数据存储体中的逻辑地址或一组逻辑地址。在一些实施例中，在生成记录302-2之前，为记录302-2分配的第一逻辑地址随后作为前向参考地址被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
在一些实施例中，在进行(808)对应于第一记录的写入操作之前，电子系统或设备生成(812)用于第二记录的参考标识符，其中与第一记录相关联的前向参考标识符与用于第二记录的参考标识符相匹配。参照图3，例如，在将记录302-1写入到持久性数据存储体之前，电子系统或设备或其组件(例如，参考生成模块216，图2A，或参考生成模块282，图2B)生成用于记录302-2的参考标识符308-2。在图3中，例如，在记录302-1中的前向参考标识符310-1与用于记录302-2的参考标识符308-2(例如，0x3695)相匹配。在一些实施例中，在生成记录302-2之前，参考标识符308-1随后被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
电子系统或设备生成(814)第一记录，该第一记录包含日志条目、第一写入数据以及指向与第一记录不同的第二记录的指针。参照图3，例如，电子系统或设备或其组件(例如，记录管理模块218，图2A，或记录管理模块284，图2B)通过用在相关联的缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中缓存的先前生成的值和获得的数据填充记录302-2的多个字段来生成记录302-2。例如，对于记录302-2，日志条目字段用与写入数据314-2相关联的日志条目306-2来填充，写入数据字段用从主机(例如，计算机系统110，图1)接收的写入数据314-2来填充，并且指针字段(例如，前向参考地址312-2)用分配给记录302-3的一组逻辑地址或者在该一组逻辑地址中的第一逻辑地址来填充。
在一些实施例中，指向第二记录的指针是(816)对应于分配给第二记录的持久性数据存储体的部分的前向参考地址。在图3中，例如，记录302-1的前向参考地址字段用前向参考地址312-1来填充，前向参考地址312-1包括在持久性数据存储体中为记录302-2分配的一组逻辑地址中的第一逻辑地址。因此，在该示例中，前向参考地址312-1指向记录302-2。例如，为记录302-2分配的一组逻辑地址被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
在一些实施例中，第一记录还包括(818)与用于第二记录的参考标识符相匹配的前向参考标识符。参照图3，例如，记录302-1的前向参考标识符字段用与记录302-2中的参考标识符308-2(例如，0x3695)相匹配的前向参考标识符310-1(例如，0x3695)来填充。例如，参考标识符308-2被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
在一些实施例中，第一记录还包括(820)用于第一记录的参考标识符。参照图3，例如，记录302-1的参考标识符字段用参考标识符308-1(例如，0x6681)来填充。例如，参考标识符308-1被缓存在缓冲器(例如，记录缓冲器220，图2A，或记录缓冲器286，图2B)中。
电子系统或设备进行(822)单个写入操作，该单个写入操作包括将第一记录写入到持久性数据存储体。参照图3，例如，记录302-2被写入到持久性数据存储体中的逻辑地址或者一组连续的逻辑地址。在一些实施例中，从主机(例如，计算机系统110)的角度，“写入第一记录”意味着将单个写入命令发送到存储控制器120以将第一记录写入到持久性数据存储体(即，使得进行写入操作)。
在一些实施例中，电子系统或设备将多个日志条目批处理(824)为日志条目集合，该日志条目集合包括与最后的记录相关联的最后相应的日志条目。在一些实施例中，日志条目被缓存在缓冲器(例如，日志流缓冲器224，图2A，或日志流缓冲器290，图2B)中。参照图5，例如，在已经缓存预定计数的日志条目(例如，256个日志条目)之后，电子系统或设备或其组件(例如，日志流管理模块222，图2A，或日志流管理模块288，图2B)将缓存在缓冲器中的日志条目批处理为日志条目集合。在图5中，例如，日志流部分504-2中的日志条目集合包括日志条目7324至7679。在图5中，例如，日志条目7679是在日志流部分504-2中的日志条目集合的最后的日志条目。
在一些实施例中，在进行批处理之后，电子系统或设备进行(826)第二写入操作，该第二写入操作包括将日志流部分写入到持久性数据存储体中的日志流，日志流部分包括日志条目集合和指向跟随最后的记录的下一个记录的指针。参照图5，例如，在将日志条目批处理为日志条目集合之后，电子系统或设备或其组件(例如，数据写入模块208，图2A，或存储器命令模块274，图2B)将日志流部分504-2写入到持久性数据存储体中的日志流134。在图5中，例如，日志流部分504-2包括日志条目7324至7679(例如，日志条目集合)，并且还包括前向参考标识符510和前向参考地址512(例如，指向跟随与日志条目7679相关联的记录的下一个记录的指针)。在图5中，在日志流部分504-2中的前向参考地址512包括在为记录302-1分配的一组逻辑地址中的第一逻辑地址。
在一些实施例中，日志条目集合中的多个日志条目被顺序地写入(828)到持久性数据存储体中的日志流。例如，日志条目集合中的日志条目被按，在它们的对应的记录被写入到持久性数据存储体的顺序而布置。参照图5，例如，日志条目0对应于写入到持久性数据存储体的第一记录，且日志条目1对应于写入到持久性数据存储体的第二记录。为了保留该顺序，日志条目顺序地排列在日志条目集合中并且被顺序地写入到日志流134。
在一些实施例中，在进行批处理之后，电子系统或设备进行(830)第二写入操作，该第二写入操作包括将日志流部分写入到持久性数据存储体中的日志流，日志流部分包括日志条目集合和多个指针，其中：该多个指针的每个与多个记录组的一个相关联，其中每个记录组对应于不同的记录大小；并且多个指针的一个与跟随最后的记录的下一个记录相关联。参照图6，例如，日志数据流部分602被写入到持久性数据存储体中的日志流134。在图6中，例如，日志流部分602包括日志条目0至255和多个参考对。在图6中，例如，每个参考对包括指向与多个预定的记录大小(例如，分别为4kB、64kB、1MB、16MB)的一个相关联的参考列表(或记录组)(例如，参考列表620、630、640、650)中下一个分配的记录的第一逻辑地址的指针(例如，前向参考地址606、610、614、618)。在图6中，前向参考地址614指向包括日志条目256的记录632，该日志条目256是跟随日志流部分602中的日志条目255的下一个日志条目。
在一些实施例中，日志条目集合中的每个日志条目对应于(832)多个不同的记录大小的一个。在图6中，例如，包括日志流部分602中的日志条目集合的日志条目0至255的每个与多个记录大小(例如，4kB、64kB、1MB、16MB等等)的一个相关联。
在一些实施例中，电子系统或设备生成(834)第三记录，该第三记录包括指示该第三记录表示第一写入数据的删除的日志条目、对应于第一写入数据的墓碑、以及与第四记录相关联的前向参考标识符。参照图7，例如，电子系统或设备或其组件(例如，删除模块228，图2A，或删除模块294，图2B)生成记录710。在图7中，例如，记录710包括指示记录710表示记录702的删除的日志条目712、对应于记录702中的写入数据704的墓碑714、以及包括分配给下一个记录的一组逻辑地址中的第一逻辑地址的前向参考地址716。
在一些实施例中，在生成第三记录之后，电子系统或设备进行(836)第三写入操作，该第三写入操作包括将第三记录写入到持久性数据存储体。参照图7，例如，电子系统或设备或其组件(例如，数据写入模块208，图2A，或存储器命令模块274，图2B)将记录710写入到持久性数据存储体。
将理解，虽然术语“第一”、“第二”等在此可以用于描述各个要素，但这些要素不应受限于这些术语。这些术语仅用于将要素彼此区分。例如，只要“第一记录”的所有出现一致地更名并且“第二记录”的所有出现一致地更名，第一记录可以称为第二记录，并且类似地，第二记录可以称为第一记录，不改变描述的意义。第一记录和第二记录都是记录，但它们不是同一记录。
在此所使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并非意图限制权利要求。如在具体实施方式和所附权利要求中所使用的那样，单数形式“一(a)”、“一个(an)”以及“该”意图同样包括复数形式，除非上下文另外清楚指明。还应理解，在此所使用的术语“和/或”指代并且包括关联列出的项中的一个或多个的任何以及所有可能组合。还应理解，术语“包括”和/或“包含”当在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、要素和/或组件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、要素、组件或其群组的存在或添加。
如在此使用的那样，取决于上下文，术语“如果”可以理解为意味着“当所陈述的条件前提成立时”或“在所陈述的条件前提成立时”或“响应于确定所陈述的条件前提成立”或“根据确定所陈述的条件前提成立”或“响应于检测到所陈述的条件前提成立”。类似地，取决于上下文，短语“如果确定[所陈述的条件前提成立]”或“如果[所陈述的条件前提成立]”或“当[所陈述的条件前提成立]时”可以理解为表示“在确定所陈述的条件前提成立时”或“响应于确定所陈述的条件前提成立”或“根据确定所陈述的条件前提成立”或“在检测到所陈述的条件前提成立时”或“响应于检测所陈述的条件前提成立”。
为了说明的目的，已经参照具体实施例描述了前面的描述。然而，以上说明性讨论并非意图是穷尽的或将权利要求限制为所公开的精确形式。根据以上教导，很多修改和变化是可能的。选取并且描述实施例以最佳地解释操作原理和实际应用，以由此启发本领域技术人员。

Claims (20)

1.一种持久存储数据的方法，所述方法包括：
在具有一个或多个处理器以及存储器的电子系统处：
生成与要被存储在持久性数据存储体中的第一写入数据相关联的第一日志条目；
生成用于多个顺序的记录中的第二记录的前向参考标识符，该第二记录不同于所述多个顺序的记录中的第一记录，其中所述多个顺序的记录中的每个相应记录包括相应的日志条目、在生成所述日志条目时还没有被存储在所述持久性数据存储体中的写入数据、用于所述相应记录的相应参考标识符、用于所述多个顺序的记录中的下一记录的前向参考标识符、以及指向所述多个顺序的记录中的下一记录的指针；
生成该第一记录，该第一记录包含所述第一日志条目、所述第一写入数据、用于所述第二记录的前向参考标识符和指向所述第二记录的指针；以及
进行单个写入操作，所述单个写入操作包括将所述第一记录写入到所述持久性数据存储体，其中：
指向所述第二记录的指针是指向在将所述第一记录写入到所述持久性数据存储体之前的所述持久性数据存储体中被分配用于写入所述第二记录的位置的指针，以及
用于所述第二记录的所述前向参考标识符与指向所述第二记录的所述指针不同。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述日志条目包括所述第一记录的或所述第一写入数据的逻辑地址。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
在进行所述写入操作之前：
生成用于所述第二记录的参考标识符；以及
其中，所述第一记录还包括与用于所述第二记录的所述参考标识符相匹配的前向参考标识符。
4.如权利要求1所述的方法，还包括：
生成用于所述第一记录的参考标识符；以及
其中，所述第一记录还包括所述参考标识符。
5.如权利要求1所述的方法，所述日志条目包括对应于所述持久性数据存储体的更新的信息，所述持久性数据存储体的更新对应于所述第一写入数据。
6.如权利要求1-5的任一项所述的方法，还包括：
将多个日志条目批处理为日志条目集合，所述日志条目集合包括与最后的记录相关联的最后的相应日志条目；以及
进行第二写入操作，所述第二写入操作包括将日志流部分写入到所述持久性数据存储体中的日志流，所述日志流部分包括所述日志条目集合并且还包括指向跟随所述最后的记录的下一个记录的指针。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述日志条目集合中的多个日志条目被顺序地写入到所述持久性数据存储体中的所述日志流。
8.如权利要求1-5的任一项所述的方法，还包括：
将多个日志条目批处理为日志条目集合，所述日志条目集合包括与最后的记录相关联的最后的相应日志条目；以及
进行第二写入操作，所述第二写入操作包括将日志流部分写入到所述持久性数据存储体中的日志流，所述日志流部分包括所述日志条目集合和多个指针，其中：
所述多个指针的每个与多个记录组的一个相关联，其中所述多个记录组的至少一个记录组具有与所述多个记录组的至少一个其他记录组不同的大小；以及
所述多个指针的一个与跟随所述最后的记录的下一个记录相关联。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述日志条目集合中的每个日志条目对应于所述多个不同的记录大小的一个。
10.如权利要求1-5的任一项所述的方法，还包括：
生成第三记录，所述第三记录包括指示所述第三记录表示所述第一写入数据的删除的日志条目、对应于所述第一写入数据的墓碑、以及与第四记录相关联的前向参考标识符；以及
进行第三写入操作，所述第三写入操作包括将所述第三记录写入到所述持久性数据存储体。
11.一种电子设备，所述电子设备包括：
用于生成与要被存储在持久性数据存储体中的第一写入数据相关联的第一日志条目的装置；
用于生成用于多个顺序的记录中的第二记录的前向参考标识符的装置，该第二记录不同于所述多个顺序的记录中的第一记录，其中所述多个顺序的记录中的每个相应记录包括相应的日志条目、在生成所述日志条目时还没有被存储在所述持久性数据存储体中的写入数据、用于所述相应记录的相应参考标识符、用于所述多个顺序的记录中的下一记录的前向参考标识符、以及指向所述多个顺序的记录中的下一记录的指针；
用于生成该第一记录的装置，该第一记录包含所述第一日志条目、所述第一写入数据、用于所述第二记录的前向参考标识符和指向所述第二记录的指针；以及
用于进行单个写入操作的装置，所述单个写入操作包括将所述第一记录写入到所述持久性数据存储体，其中：
指向所述第二记录的指针是指向在将所述第一记录写入到所述持久性数据存储体之前的所述持久性数据存储体中被分配用于写入所述第二记录的位置的指针，以及
用于所述第二记录的所述前向参考标识符与指向所述第二记录的所述指针不同。
12.如权利要求11所述的电子设备，其中所述日志条目包括所述第一记录的或所述第一写入数据的逻辑地址。
13.如权利要求11所述的电子设备，还包括：
用于在进行所述写入操作之前生成用于所述第二记录的参考标识符的装置，其中所述第一记录还包括与用于所述第二记录的所述参考标识符相匹配的前向参考标识符。
14.如权利要求11所述的电子设备，还包括：
用于生成用于所述第一记录的参考标识符的装置；以及
其中所述第一记录还包括所述参考标识符。
15.如权利要求11所述的电子设备，其中所述日志条目包括对应于所述持久性数据存储体的更新的信息，所述持久性数据存储体的更新对应于所述第一写入数据。
16.如权利要求11-15的任一项所述的电子设备，还包括：
用于将多个日志条目批处理为日志条目集合的装置，所述日志条目集合包括与最后的记录相关联的最后的相应日志条目；以及
用于进行第二写入操作的装置，所述第二写入操作包括将日志流部分写入到所述持久性数据存储体中的日志流，所述日志流部分包括所述日志条目集合，并且还包括指向跟随所述最后的记录的下一个记录的指针。
17.如权利要求16所述的电子设备，其中，所述日志条目集合中的所述多个日志条目被顺序地写入到所述持久性数据存储体中的所述日志流。
18.如权利要求11-15的任一项所述的电子设备，还包括：
用于将多个日志条目批处理为日志条目集合的装置，所述日志条目集合包括与最后的记录相关联的最后的相应日志条目；以及
用于进行第二写入操作的装置，所述第二写入操作包括将日志流部分写入到所述持久性数据存储体中的日志流，所述日志流部分包括所述日志条目集合和多个指针，其中：
所述多个指针的每个与多个记录组的一个相关联，其中所述多个记录组的至少一个记录组具有与所述多个记录组的至少一个其他记录组不同的大小；以及
所述多个指针的一个与跟随所述最后的记录的下一个记录相关联。
19.如权利要求18所述的电子设备，其中，所述日志条目集合中的每个日志条目对应于所述多个不同的记录大小的一个。
20.如权利要求11-15的任一项所述的电子设备，还包括：
用于生成第三记录的装置，所述第三记录包括指示所述第三记录表示所述第一写入数据的删除的日志条目、对应于所述第一写入数据的墓碑、以及与第四记录相关联的前向参考标识符；以及
用于进行第三写入操作的装置，所述第三写入操作包括将所述第三记录写入到所述持久性数据存储体。
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