CN106933706A - 非易失性内存的掉电保护方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种非易失性内存的掉电保护方法及装置，所述方法包括：掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质；复电后获取第一非易失性内存介质备份的元数据；根据元数据，恢复源存储设备的数据；其中元数据包含：源存储设备的数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。本发明实施例的技术方案保证了将元数据实时备份至第一非易失性内存介质，来保证元数据的安全性，在发生系统异常掉电时，在上电恢复后获取第一非易失性内存介质备份的元数据，再根据元数据，将第二非易失性内存介质中的数据恢复到源存储设备中，进而保证源存储设备中的数据的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及计算机存储技术领域，特别涉及一种非易失性内存的掉电保护方法及装置。
背景技术
非易失性内存是一种集成了动态随机存取存储器和非易失性闪存芯片的新型内存条规格，能够在完全断电的时候依然保存完整内存数据。其一般是通过备用电池或电容来实现数据的掉电保持，
元数据(Metadata)是指用来描述数据的数据，主要是描述数据属性的信息，用来支持和指示存储位置、历史数据、资源查找、文件记录等功能。元数据算是一种电子目录，为了达到编制目录的目的，必须在描述并收藏数据的内容或特色，进而达成协助数据检索的目的。如采用英特尔公司新推出的非易失性内存AEP(Apache Pass)做缓存的场景下，元数据是用来管理物理存储设备的数据缓存块的。如果只把元数据存储在内存中，在突然掉电情况下，元数据丢失会造成缓存中的数据无法可靠恢复到源设备的问题。因此元数据的安全性对于AEP的可靠应用就变得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的是提供一种对元数据进行实时备份到非易失性内存的掉电保护方法及装置。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种非易失性内存的掉电保护方法，包括：
掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质；
复电后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据；
根据所述元数据，恢复源存储设备的数据；其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
本发明实施例还提供一种非易失性内存的掉电保护装置，所述装置包括：
备份模块，配置为掉电前将元数据备份至第一非易失性存储介质；
获取模块，配置为复电后获取所述第一非易失性存储介质备份的元数据；
恢复模块，配置为根据所述元数据，恢复源存储设备的数据；其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
由以上本发明实施例可以实现在预设时间内，将元数据实时备份至第一非易失性内存介质，来保证元数据的安全性，在发生系统异常掉电时，在上电恢复后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据，再根据所述元数据，将第二非易失性内存介质中的数据恢复到源存储设备中，进而保证源存储设备中的数据的安全性。
附图说明
图1为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的一种实施例的流程图；
图2为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的另一种实施例的流程图；
图3为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的基于另一种实施例的第一、二非易失性内存与源存储设备的连接关系示意图；
图4为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的又一种实施例的流程图；
图5为本发明的非易失性内存的掉电保护装置的一种实施例的示意图；
图6为本发明的非易失性内存的掉电保护装置的另一种实施例的示意图。
具体实施方式
此处参考附图描述本公开的各种方案以及特征。
应理解的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改。因此，上述说明书不应该视为限制，而仅是作为实施例的范例。本领域的技术人员将想到在本公开的范围和精神内的其他修改。
包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且与上面给出的对本公开的大致描述以及下面给出的对实施例的详细描述一起用于解释本公开的原理。
通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本发明的这些和其它特性将会变得显而易见。
还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本发明进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本发明的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。
当结合附图时，鉴于以下详细说明，本公开的上述和其他方面、特征和优势将变得更为显而易见。
此后参照附图描述本公开的具体实施例；然而，应当理解，所公开的实施例仅仅是本公开的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以避免不必要或多余的细节使得本公开模糊不清。因此，本文所公开的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本公开。
本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一种实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本公开的相同或不同实施例中的一个或多个。
图1为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的一种实施例的流程图，如图1所示，本实施例的非易失性内存的掉电保护方法，具体可以包括如下步骤：
掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质。
具体地，用户在使用电子设备时，可能会发生电子设备掉电的情况，例如，系统统崩溃、突然断电或者非正常关机。在掉电时，操作系统如果正在访问存储器中的数据以及对数据进行操作，则有可能正在操作的数据来不及保存，使数据安全性受到威胁。
其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
也就是说元数据可以包含第二非易失性内存介质中的数据与源存储设备中的数据的对应关系，只有元数据正确，源存储设备中的数据才能正确。
本实施例可以在掉电之前将将元数据备份到第一非易失性内存介质，以保证元数据的安全性。
复电后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据。
根据所述元数据，恢复源存储设备的数据。
这里第二非易失性内存介质可以作为缓存。用户在操作电子设备时，会快速的访问缓存中的数据，对缓存中的数据进行删除、修改等操作，因此，缓存里所存储的数据才为最新的数据。因此，在数据恢复时，是将缓存中的数据恢复到源存储设备中。
本实施例的源存储设备可以包括本地硬盘和网络硬盘。
进一步地，所述第一非易失性内存介质和所述第二非易失性内存介质为同一非易失性内存的两段存储区域；或者，
所述第一非易失性内存介质和所述第二非易失性内存介质为两个独立的非易失性内存。
本实施例在具体实施时，第一非易失性存储介质和第二非易失性存储介质可以采用英特尔的产品AEP(Apache Pass)双列直插式存储模块(Dual Inline_Memory Modules，DIMM)。该模块的可靠性较高，可以应用于企业级设备中。
由以上本发明实施例可以实现，在预设时间内，将元数据实时备份至第一非易失性内存介质，来保证元数据的安全性，在发生系统异常掉电时，在上电恢复后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据，再根据所述元数据，将第二非易失性内存介质中的数据恢复到源存储设备中，进而保证源存储设备中的数据的安全性。
图2为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的另一种实施例的流程图，本实施例的非易失性内存的掉电保护方法在如图1所示的实施例的基础上，进一步更加详细地介绍本发明的技术方案。如图2所示，本实施例的非易失性内存的掉电保护方法，具体可以包括如下步骤：
在每次输入输出操作后，根据操作关联的数据更新元数据，并将更新后的元数据备份至所述第一非易失性内存介质。
具体地，存储器每次发生输入输出操作时，存储器所存储的数据都可能发生改变。因此，为了确保所备份的元数据能够包含最新的数据的对应关系，因此在每次输入输出操作后，都会更新涉及的元数据，并且备份更新后的元数据。此处所述的存储器包括了缓存、内存、源存储设备等能够起存储作用的设备。
复电后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据。
根据所述元数据包含的第一存储位置信息和第二存储位置信息，将所述第二非易失性内存介质中存储的数据复制到与源存储设备对应的数据的存储位置。其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
这里第二非易失性内存介质可以作为电子设备缓存。用户在操作电子设备时，会快速的访问缓存中的数据，对缓存中的数据进行删除、修改等操作，因此，缓存里所存储的数据才为最新的数据。因此，在数据恢复时，是将缓存中的数据恢复到源存储设备中。
本实施例的源存储设备可以包括本地硬盘和网络硬盘。
进一步地，为避免掉电后发生重新插拔或更换所述源存储设备的现象，则所述方法还需包括：
查询所述源存储设备的硬件标识，以确定所恢复的数据是正确的。
具体地，电子设备中的每一个部件在出厂时都有其特定的标识，作为源存储设备的本地硬盘或网络硬盘也是如此。因此，如果本实施例在恢复缓存中的数据到源存储设备之前，需要查询源存储设备的硬件标识，如果源存储设备的硬件标识与之前的硬件标识相同，则说明所恢复的数据是正确的；如果不同，则说明可能更换了硬件，则需要向用户发出提示，根据用户的选择进行操作。
由以上本发明实施例可以实现，在预设时间内，将元数据实时备份至第一非易失性内存介质，来保证元数据的安全性，在发生系统异常掉电时，在上电恢复后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据，再根据所述元数据，将第二非易失性内存介质中的数据恢复到源存储设备中，进而保证源存储设备中的数据的安全性。
图3为本发明的非易失性内存的掉电保护方法的又一种实施例的流程图，本实施例的非易失性内存的掉电保护方法在如图1所示的实施例的基础上，进一步更加详细地介绍本发明的技术方案。如图3所示，本实施例的非易失性内存的掉电保护方法，具体可以包括如下步骤：
在每次输入输出操作后，根据操作关联的数据更新元数据，并将更新后的元数据备份至所述第一非易失性内存介质；
具体地，存储器每次发生输入输出操作时，存储器所存储的数据都可能发生改变。因此，为了确保所备份的元数据能够包含最新的数据的对应关系，因此在每次输入输出操作后，都会更新元数据，并且备份更新后的元数据。此处所述的存储器包括了缓存、内存、源存储设备等能够起存储作用的设备。
将所述元数据中记录的与第二非易失性内存介质中的数据相对应的数据属性控制块标识为特定状态。
具体地，在每次输入输出操作时，第二非易失性内存介质中的部分数据可能发生改变，另外一部分数据没有改变，在每次更新时，也仅是更新发生改变的数据所对应的元数据。为避免过多的访问次数，可以将发生改变的数据所对应的数据属性控制块标识为特定状态，在具体实施时，可以标识为“dirty”状态。
复电后获取所述第一非易失性内存介质中备份的元数据；
将所述第二非易失性内存介质中数据属性带有特定状态标识的数据恢复至所述源存储设备中。其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
具体地，在复电后的恢复数据过程中，由于标识为特定状态的数据被访问过，可能发生了改变，需要更新，因此可以选择被标识为特定状态的数据做以恢复，而没有标识为特定状态的数据说明没有进行过改变，不需要更新。
本实施例不需要更新第二非易失性内存介质中的所有数据，因此可以减少对第二非易失性内存介质的访问次数，也能够缩有效短系统异常掉电后的恢复时间。
图5为本发明的非易失性内存的掉电保护装置的一种实施例的示意图，如图5所示，本实施例的非易失性内存的掉电保护装置，具体可以包括备份模块、获取模块和恢复模块。
备份模块，配置为掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质；
获取模块，配置为复电后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据；
恢复模块，配置为根据所述元数据，恢复源存储设备的数据；其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
本实施例的非易失性内存的掉电保护装置，通过采用上述模块来保证元数据的安全性的实现机制与上述图1所示实施例的非易失性内存的掉电保护方法的实现机制相同，详细可以参考上述图1所示实施例的记载，在此不再赘述。
图6为本发明的非易失性内存的掉电保护装置的另一种实施例的示意图，本实施例的非易失性内存的掉电保护装置在如图5所示的实施例的基础上，进一步更加详细地介绍本发明的技术方案。如图6所示，本实施例的非易失性内存的掉电保护装置，进一步可以包括：
所述备份模块，包括：
更新子模块，配置为在每次输入输出操作后，根据操作关联的数据更新元数据，并将更新后的元数据备份至所述第一非易失性存储介质。
所述恢复模块，包括：
复制子模块，配置为根据所述元数据包含的第一存储位置信息和第二存储位置信息，将所述第二非易失性内存介质中存储的数据复制到与源存储设备对应的数据的存储位置。
本实施例的非易失性内存的掉电保护装置，通过采用上述模块来保证元数据的安全性的实现机制与上述图2所示实施例的非易失性内存的掉电保护方法的实现机制相同，详细可以参考上述图2所示实施例的记载，在此不再赘述。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种非易失性内存的掉电保护方法，包括：
掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质；
复电后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据；
根据所述元数据，恢复源存储设备的数据；其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性内存介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质，包括：
在每次输入输出操作后，根据操作关联的数据更新元数据，并将更新后的元数据备份至所述第一非易失性内存介质。
3.根据权利要求1所述的方法，根据所述元数据，恢复源存储设备的数据，包括：
根据所述元数据包含的第一存储位置信息和第二存储位置信息，将所述第二非易失性内存介质中存储的数据复制到与源存储设备对应的数据的存储位置。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：将所述元数据中记录的与第二非易失性内存介质中的数据相对应的数据属性控制块标识为特定状态。
5.根据权利要求4所述的方法，根据所述元数据，将第二非易失性内存介质中的数据恢复到源存储设备中，包括：
将所述第二非易失性内存介质中数据属性带有特定标识的数据恢复至所述源存储设备中。
6.根据权利要求1所述的方法，若所述掉电或故障后发生了重新插拔或更换所述源存储设备的行为，所以所述方法还包括：
查询所述源存储设备的硬件标识，以确定所恢复数据的对象是正确的。
7.根据权利要求1所述的方法，所述第一非易失性内存介质和所述第二非易失性内存介质为同一非易失性内存的两段存储区域；或者，
所述第一非易失性内存介质和所述第二非易失性内存介质为两个独立的非易失性内存。
8.一种非易失性内存的掉电保护装置，所述装置包括：
备份模块，配置为掉电前将元数据备份至第一非易失性内存介质；
获取模块，配置为复电后获取所述第一非易失性内存介质备份的元数据；
恢复模块，配置为根据所述元数据，恢复源存储设备的数据；其中所述元数据包含：源存储设备的所述数据的第一存储位置信息，以及在第二非易失性存储介质中，与源存储设备中的数据相对应的数据的第二存储位置信息。
9.根据权利要求8所述的装置，所述备份模块，包括：
更新子模块，配置为在每次输入输出操作后，根据操作涉及的数据更新元数据，并将更新后的元数据备份至所述第一非易失性内存介质。
10.根据权利要求8所述的装置，所述恢复模块，包括：
复制子模块，配置为根据所述元数据包含的第一存储位置信息和第二存储位置信息，将所述第二非易失性存储介质中存储的数据复制到与源存储设备对应的数据的存储位置。
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