CN107589913A

CN107589913A - 一种存储单元分配的方法、装置及设备

Info

Publication number: CN107589913A
Application number: CN201710848257.6A
Authority: CN
Inventors: 朱斌; 姜怡坤; 张永锋
Original assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Yunhai Information Technology Co Ltd
Priority date: 2017-09-19
Filing date: 2017-09-19
Publication date: 2018-01-16

Abstract

本申请公开了一种存储单元分配的方法，包括：分析接收到的存储单元分配请求，得到存储单元的需求数量；判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于该需求数量；若是，则按照所述优先级队列的优先级由高到低的顺序分配存储单元；当接收到返回的存储单元时，根据该存储单元的当前磨损值将该存储单元放至当前磨损值对应的优先级队列。该方法通过上述方式达到各个存储单元的使用次数大致均匀的目的，由于存储单元是均匀分配到各个SSD盘的，因此各个SSD盘的擦写次数也是大致均匀的，简单友好的均衡了各个SSD盘的擦写次数。本申请同时还提供了一种存储单元分配的装置、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果。

Description

一种存储单元分配的方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及存储服务器硬件和软件领域，特别涉及一种存储单元分配的方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

随着SSD技术的发展，SSD盘在性能、寿命、可靠性一级容量上已经达到了企业级别使用的程度，所以在近几年对于基于全闪存存储介质的阵列研究如火如荼。在全闪阵列中，一般会采用RAID或者类似RAID类似的方式来组织数据，在RAID的上层模块中一般会再采用一个虚拟化的模块将RAID中的条带组织成更大的单元(Chunk)，提供给用户使用。由于SSD盘有擦写次数的限制，所以需要保证每个盘的擦写次数是相当的，如果擦写次数不均匀的话会将某些SSD盘的次数提前耗尽，进而影响到整个系统的稳定性。

现有技术中的做法是在SSD盘上做IO统计，然后根据SSD盘的IO统计数据再评估分配的方式，然而这样会导致各层耦合严重，虚拟化的模块需要调用SSD盘的统计接口来获取数据，并且还需要知道RAID的布局信息，通过这些信息才能确定是否可以分配这个单元。同时，实现该方法的算法十分复杂，需要大量的计算才能得到结果。

因此，如何简单友好的均衡各个SSD盘的擦写次数是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种存储单元分配的方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该方法能够简单友好的均衡各个SSD盘的擦写次数。

为解决上述技术问题，本申请提供一种存储单元分配的方法，该方法包括：

分析接收到的存储单元分配请求，得到存储单元的需求数量；

判断优先级队列中所述存储单元的可提供数量是否大于所述需求数量；

若是，则按照所述优先级队列的优先级由高到低的顺序分配所述存储单元；

当接收到返回的所述存储单元时，根据所述存储单元的当前磨损值将所述存储单元放至所述当前磨损值对应的优先级队列；其中，所述当前磨损值随着所述存储单元的分配次数的增加而增加。

可选的，分配所述存储单元，包括：

在所述优先级队列中调取所述存储单元；

将所述存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到所述存储单元的当前磨损值；

根据所述存储单元分配请求分配所述存储单元。

可选的，根据所述存储单元的当前磨损值将所述存储单元放至所述当前磨损值对应的优先级队列，包括：

当所述当前磨损值小于第一阈值时，将所述存储单元放至高优先级队列；

当所述当前磨损值大于所述第一阈值且小于第二阈值时，将所述存储单元放至中优先级队列；

当所述当前磨损值大于所述第二阈值时，将所述存储单元放至低优先级队列。

可选的，该方法还包括：

定时检测各个所述存储单元的历史磨损值；

判断所述历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量是否超过第二预设值；

若是，则判断是否存在所述当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元；其中，所述第四阈值小于所述第三阈值；

若存在，则将所述消极存储单元中的数据迁移到所述当前磨损值最高的存储单元中，同时将所述消极存储单元的历史磨损值增加所述第一预设值得到所述消极存储单元的当前磨损值；

根据所述消极存储单元的当前磨损值将所述存储单元放至所述当前磨损值对应的优先级队列。

本申请还提供一种存储单元分配的装置，该装置包括：

分析单元，用于分析接收到的存储单元分配请求，得到存储单元的需求数量；

第一判断单元，用于判断优先级队列中所述存储单元的可提供数量是否大于所述需求数量；

分配单元，用于当所述存储单元的可提供数量大于所述需求数量时，按照所述优先级队列的优先级由高到低的顺序分配所述存储单元；

接收单元，用于接收到返回的所述存储单元。

存放单元，用于当接收到返回的所述存储单元时，根据所述存储单元的当前磨损值将所述存储单元放至所述当前磨损值对应的优先级队列；其中，所述当前磨损值随着所述存储单元的分配次数的增加而增加。

可选的，所述分配单元包括：

调取子单元，用于在所述优先级队列中调取所述存储单元；

计算子单元，用于将所述存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到所述当前磨损值；

分配子单元，用于根据所述存储单元分配请求分配所述存储单元。

可选的，所述存放单元包括：

第一存放子单元，用于当所述当前磨损值小于第一阈值时，将所述存储单元放至高优先级队列；

第二存放子单元，用于当所述当前磨损值大于所述第一阈值且小于第二阈值时，将所述存储单元放至中优先级队列；

第三存放子单元，用于当所述当前磨损值大于所述第二阈值时，将所述存储单元放至低优先级队列。

可选的，该装置还包括：

检测单元，用于定时检测各个所述存储单元的历史磨损值；

第二判断单元，用于判断所述历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量是否超过第二预设值；

第三判断单元，用于当所述历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量超过第二预设值时，判断是否存在所述当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元；其中，所述第四阈值小于所述第三阈值；

迁移增加单元，用于当存在所述当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元时，将所述消极存储单元中的数据迁移到所述当前磨损值最高的存储单元中，同时将所述消极存储单元的历史磨损值增加所述第一预设值得到所述消极存储单元的当前磨损值；

所述存放单元还包括第四存放子单元，用于根据所述消极存储单元的当前磨损值将所述存储单元放至所述当前磨损值对应的优先级队列。

本申请还提供一种存储单元分配设备，该设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述任一项所述存储单元分配的方法的步骤。

本申请还提供一种存储单元分配的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一项所述存储单元分配的方法的步骤。

本申请所提供的一种存储单元分配的方法，通过分析接收到的存储单元分配请求，得到存储单元的需求数量；判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于该需求数量；若是，则按照所述优先级队列的优先级由高到低的顺序分配存储单元；当接收到返回的存储单元时，根据该存储单元的当前磨损值将该存储单元放至当前磨损值对应的优先级队列；其中，该当前磨损值随着存储单元的分配次数的增加而增加。

显然本申请所提供的技术方案，通过为每个存储单元设置当前磨损值，并根据该当前磨损值的大小将存储单元分别存入不同的优先级队列，该当前磨损值随着存储单元的分配次数的增加而增加；当接收到分配请求时，判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于需求数量，若是，则按照优先级队列的优先级由高到低的顺序分配存储单元，通过这种方式达到各个存储单元的使用次数大致均匀的目的，由于存储单元是均匀分配到各个SSD盘的，因此各个SSD盘的擦写次数也是大致均匀的，简单友好的均衡了各个SSD盘的擦写次数。本申请同时还提供了一种存储单元分配的装置、设备及计算机可读存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种存储单元分配的方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的另一种存储单元分配的方法的流程图；

图3为本申请实施例所提供的一种存储单元分配的装置的结构图；

图4为本申请实施例所提供的另一种存储单元分配的装置的结构图；

图5为本申请实施例所提供的一种存储单元分配设备的结构图；

图6为本申请实施例所提供的一种存储单元分配的方法的示意图。

具体实施方式

本申请的核心是提供一种存储单元分配的方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该方法能够简单友好的均衡各个SSD盘的擦写次数。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种存储单元分配的方法的流程图。

其具体包括如下步骤：

S101：分析接收到的存储单元分配请求，得到存储单元的需求数量；

当接收到存储单元分配请求时，分析该请求得到存储单元的需求数量。

S102：判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于需求数量；

当得到存储单元的需求数量时，判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于该需求数量；

若是，则进入步骤S103；

可选的，当优先级队列中存储单元的可提供数量不大于该需求数量时，可以将该存储单元分配请求挂起，直至优先级队列中存储单元的可提供数量大于该需求数量；

这里提到的优先级队列可以为预先建立的队列，先为存储单元设置磨损值，再根据存储单元当前磨损值的大小将其放至不同的优先级队列中；

可选的，可以建立三个优先级队列，分别为高优先级队列、中优先级队列和低优先级队列，当存储单元的当前磨损值小于第一阈值时，将该存储单元放至高优先级队列；当存储单元的当前磨损值大于第一阈值且小于第二阈值时，将该存储单元放至中优先级队列；当存储单元的当前磨损值大于第二阈值时，将该存储单元放至低优先级队列；当然，这仅为本申请提供的一种优选的优先级队列的分配方式，本申请对优先级队列的数量及各阈值的大小并不做具体限定；

其中，当前磨损值的大小随着该存储单元的分配次数的增加而增加，当前磨损值的增加方式可以有多种，例如，当存储单元被分配一次时，当前磨损值增加1，也可以当存储单元被分配一次时，当前磨损值按照预设比例增加，只要能够达到当前磨损值的大小随着该存储单元的分配次数的增加而增加的目的，对其具体实现方式不作限定；

可选的，还可以根据当前磨损值的大小在优先级队列中对存储单元进行排序，将当前磨损值小的存储单元排在前，将当前磨损值大的存储单元排在后，以便于分配存储单元时先分配当前磨损值小的存储单元。

S103：按照优先级队列的优先级由高到低的顺序分配存储单元；

当优先级队列中存储单元的可提供数量大于该需求数量时，按照优先级队列的优先级由高到低的顺序分配存储单元；

可选的，如图6所示为本申请实施例所提供的一种存储单元分配的方法的示意图，当存储单元的需求数量为4时，优先级队列中存储单元的可提供数量为7，因为7>4，所以先分配高优先级队列中的存储单元，高优先级队列中的3各存储单元全部分配，再从中优先级队列中为其分配1个，一共为其分配4个存储单元，分配后，高优先级队列为空，中优先级队列中还剩2个存储单元；

可选的，分配存储单元时，可以先在优先级队列中调取该存储单元，再将该存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到该存储单元的当前磨损值，之后根据该存储单元分配请求分配存储单元；

可选的，这里提到的历史磨损值可以为存储单元上一次分配时的当前磨损值；

可选的，当存储单元被分配后，可将该存储单元从所在优先级队列中移除。

S104：当接收到返回的存储单元时，根据存储单元的当前磨损值将存储单元放至当前磨损值对应的优先级队列。

本步骤与步骤S102类似，区别在于本步骤建立在接收到返回的存储单元的前提下，根据存储单元的当前磨损值将存储单元放至当前磨损值对应的优先级队列，其具体内容在此不再赘述。

基于上述技术方案，本申请所提供的一种存储单元分配的方法，通过为每个存储单元设置当前磨损值，并根据该当前磨损值的大小将存储单元分别存入不同的优先级队列，该当前磨损值随着存储单元的分配次数的增加而增加；当接收到分配请求时，判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于需求数量，若是，则按照优先级队列的优先级由高到低的顺序分配存储单元，通过这种方式达到各个存储单元的使用次数大致均匀的目的，由于存储单元是均匀分配到各个SSD盘的，因此各个SSD盘的擦写次数也是大致均匀的，简单友好的均衡了各个SSD盘的擦写次数。

在全闪阵列中应用的修改写都会处理为重定向写，这样大部分的数据块都会重复使用，但依然存在部分冷数据，写入之后不再修改，导致该存储单元的当前磨损值一直处于较小的状态，所以需要对这种类型的数据块进行处理，使其占用的存储单元能进入循环当中，为此本申请提供了另一种存储单元分配的方法。

请参考图2，图2为本申请实施例所提供的另一种存储单元分配的方法的流程图。

其具体包括如下步骤：

S201：定时检测各个存储单元的历史磨损值；

S202：判断历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量是否超过第二预设值；

若超过，则进入步骤S203；

例如，判断可以判断历史磨损值超过100的存储单元的数量是否已经超过总存储单元的数量的90％。

S203：判断是否存在当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元；

若存在，则进入步骤S204；

当历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量超过第二预设值时，判断是否存在当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元；

例如，可以判断是否存在当前磨损值不超过20的消极存储单元。

S204：将消极存储单元中的数据迁移到当前磨损值最高的存储单元中，同时将消极存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到消极存储单元的当前磨损值；

当存在当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元时，可以先将该消极存储单元中的数据迁移到当前磨损值最高的存储单元中，也就是将该消极存储单元中的数据分配给当前磨损值最高的存储单元中，以便于减少该存储单元被分配的次数；

同时将消极存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到消极存储单元的当前磨损值。

S205：根据消极存储单元的磨损值将存储单元放至磨损值对应的优先级队列。

基于上述技术方案，本申请所提供的另一种存储单元分配的方法，能够将冷数据迁移到当前磨损值最高的存储单元中，使冷数据原本占用的存储单元能进入优先级队列中。

请参考图3，图3为本申请实施例所提供的一种存储单元分配的装置的结构图。

该装置可以包括：

分析单元100，用于分析接收到的存储单元分配请求，得到存储单元的需求数量；

第一判断单元200，用于判断优先级队列中存储单元的可提供数量是否大于该需求数量；

分配单元300，用于当存储单元的可提供数量大于该需求数量时，按照优先级队列的优先级由高到低的顺序分配该存储单元；

接收单元400，用于接收到返回的存储单元。

存放单元500，用于当接收到返回的存储单元时，根据该存储单元的当前磨损值将该存储单元放至当前磨损值对应的优先级队列；其中，当前磨损值随着存储单元的分配次数的增加而增加。

请参考图4，图4为本申请实施例所提供的另一种存储单元分配的装置的结构图。

该分配单元可以包括：

调取子单元，用于在优先级队列中调取存储单元；

计算子单元，用于将该存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到当前磨损值；

分配子单元，用于根据存储单元分配请求分配存储单元；

该存放单元可以包括：

第一存放子单元，用于当当前磨损值小于第一阈值时，将存储单元放至高优先级队列；

第二存放子单元，用于当当前磨损值大于第一阈值且小于第二阈值时，将存储单元放至中优先级队列；

第三存放子单元，用于当当前磨损值大于第二阈值时，将存储单元放至低优先级队列；

第四存放子单元，用于根据消极存储单元的当前磨损值将存储单元放至当前磨损值对应的优先级队列；

该装置还可以包括：

检测单元，用于定时检测各个存储单元的历史磨损值；

第二判断单元，用于判断历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量是否超过第二预设值；

第三判断单元，用于当历史磨损值超过第三阈值的存储单元的数量超过第二预设值时，判断是否存在当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元；其中，第四阈值小于第三阈值；

迁移增加单元，用于当存在当前磨损值不超过第四阈值的消极存储单元时，将消极存储单元中的数据迁移到当前磨损值最高的存储单元中，同时将消极存储单元的历史磨损值增加第一预设值得到消极存储单元的当前磨损值。

由于装置部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

请参考图5，图5为本申请实施例所提供的一种存储单元分配设备的结构图。

该设备可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(central processing units，CPU)622(例如，一个或一个以上处理器)和存储器632，一个或一个以上存储应用程序642或数据644的存储介质630(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器632和存储介质630可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质630的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对装置中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器622可以设置为与存储介质630通信，在存储单元分配设备600上执行存储介质630中的一系列指令操作。

存储单元分配设备600还可以包括一个或一个以上电源626，一个或一个以上有线或无线网络接口650，一个或一个以上输入输出接口658，和/或，一个或一个以上操作系统641，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。

上述图1至图2所描述的存储单元分配的方法中的步骤由存储单元分配设备基于该图5所示的结构实现。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置、设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上对本申请所提供的一种存储单元分配的方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种存储单元分配的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配所述存储单元，包括：

在所述优先级队列中调取所述存储单元；

根据所述存储单元分配请求分配所述存储单元。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述存储单元的当前磨损值将所述存储单元放至所述当前磨损值对应的优先级队列，包括：

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，还包括：

定时检测各个所述存储单元的历史磨损值；

5.一种存储单元分配的装置，其特征在于，包括：

接收单元，用于接收到返回的所述存储单元。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述分配单元包括：

调取子单元，用于在所述优先级队列中调取所述存储单元；

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述存放单元包括：

8.根据权利要求5-7任意一项所述的装置，其特征在于，还包括：

检测单元，用于定时检测各个所述存储单元的历史磨损值；

9.一种存储单元分配设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至4任一项所述存储单元分配的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4任一项所述存储单元分配的方法的步骤。