CN108052294A - 一种分布式存储系统的修改写方法和修改写系统 - Google Patents
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Abstract
本申请所提供的一种分布式存储系统的修改写方法，包括：接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；若是，保存所述操作的操作内容至缓存；将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；将所述对象的数据封装成覆盖写操作；对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答所述客户端，以示所述操作完成。由原先必须从若干设备上读取数据变成直接从缓存中读取完整的数据，减少了修改写操作所依赖的读操作，提高了分布式存储系统的修改写操作效率，也提高了存储系统的整体性能。本申请还提供了一种分布式存储系统的修改写系统、一种可读存储介质和一种服务器，具有上述有益效果。
Description
技术领域
本申请涉及分布式存储领域，特别涉及一种分布式存储系统的修改写方法和修改写系统，一种计算机可读存储介质和一种服务器。
背景技术
纠删码(erasure coding，EC)是一种数据保护方法，它将一定长度(stripe_width)的数据分割成K份，用K份数据通过算法计算出M份冗余数据块；并将这K+M份数据存储在不同的位置，比如磁盘、存储节点或者其它地理位置。只需要K+M份中的K份数据就可以恢复出源数据。纠删码与副本相比在保障数据安全的情况下,可以提高磁盘有效利用率；所以纠删码技术在分布式存储系统中得到广泛应用。
由于K份数据块和M块效验块分别分布在不同的存储介质上，要求这K+M份数据要么都成功，要么都不成功；才能保证数据的一致性。当修改原有内容时，需要将原来的内容读取并先保存下来；再将修改操作应用到读取的内容上，最后将修改后的内容落盘。由于修改写操作转变成读写混合操作，并且至少需要从K个设备上读取数据；严重影响了修改写的性能；成为影响整个集群性能的瓶颈点，造成存储集群的修改写性能较低。
申请内容
本申请的目的是提供一种分布式存储系统的修改写方法和修改写系统，一种计算机可读存储介质和一种服务器，解决现有的修改写操作效率低下，影响存储集群整体性能的问题。
为解决上述技术问题，本申请提供一种分布式存储系统的修改写方法，具体技术方案如下：
接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；
若是，保存所述操作的操作内容至缓存；
将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答所述客户端，以示所述操作完成。
其中，保存所述操作的操作内容至缓存之前，还包括：
判断所述操作对应的操作对象是否存于所述缓存中；
若否，将所述操作对象存于所述缓存中，并执行保存所述操作的操作内容的步骤；
若是，将所述操作内容更新至所述缓存中。
其中，将所述操作内容应用至缓存中对应的对象之前，还包括：
判断所述对象的数据是否全在所述缓存中；
若是，则执行将所述操作内容应用至所述缓存中对应的对象的步骤。
其中，对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答客户端包括：
对所述覆盖写操作进行纠删条带补齐和数据切片；
将数据切片后的数据发送至不同的存储介质；
接收到所述不同的存储介质返回的存储完成指令后应答客户端。
本申请还提供一种分布式存储系统的修改写系统，包括：
第一判断模块，用于接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；
保存模块，用于若所述操作为修改操作，保存所述操作的操作内容至缓存；
操作应用模块，用于将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
修改写模块，用于将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
处理应答模块，用于对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答客户端，以示所述操作完成。
其中，所述修改写系统还包括：
第二判断模块，用于判断所述操作对应的操作对象是否存于所述缓存中；
第二存储模块，用于若所述操作对应的操作对象不存于所述缓存中时，将所述操作对象存于所述缓存中，并跳转至所述保存模块；
操作更新模块，用于若所述操作对应的操作对象存于所述缓存中时，将所述操作内容更新至所述缓存中。
其中，所述修改写系统还包括：
第三判断模块，用于判断所述对象的数据是否全在所述缓存中；
跳转模块，用于所述对象的数据全在所述缓存中时，进入所述操作应用模块。
其中，所述处理应答模块包括：
处理单元，用于对所述覆盖写操作进行纠删条带补齐和数据切片；
发送单元，用于将数据切片后的数据发送至不同的存储介质；
应答单元，用于接收到所述不同的存储介质返回的存储完成指令后应答客户端。
本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述修改写方法对应的步骤。
本申请还提供一种服务器，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述修改写方法对应的步骤。
本申请所提供的一种分布式存储系统的修改写方法，包括：接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；若是，保存所述操作的操作内容至缓存；将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；将所述对象的数据封装成覆盖写操作；对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答所述客户端，以示所述操作完成。由原先必须从若干设备上读取数据变成直接从缓存中读取完整的数据，减少了修改写操作所依赖的读操作，提高了分布式存储系统的修改写操作效率，也提高了存储系统的整体性能。本申请还提供了一种分布式存储系统的修改写系统、一种可读存储介质和一种服务器，具有上述有益效果，此处不再赘述。
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分布式存储系统的修改写方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的另一种分布式存储系统的修改写方法的流程图；
图3为本申请实施例所提供的一种分布式存储系统的修改写系统结构示意图。
具体实施方式
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分布式存储系统的修改写方法的流程图，该方法可以包括：
S101：接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；若是，进入S102；
本申请主要针对存储系统中的修改写操作，因为首先需要判断操作是否为修改操作。当判断该操作指令不为修改操作时，无法应用本申请所提供的修改写方法。
这里所述的客户端指的是任何可以对服务器端发送修改写操作指令的设备，具体形式在此不作限定。
S102：保存所述操作的操作内容至缓存；
当客户端发送的操作为修改操作时，将该修改操作的内容保存至缓存。
优选的，在保存修改内容之前，还可以先判断操作对应的操作对象是否存于所述缓存中；若不是，将所述操作对象存于所述缓存中，再保存修改操作的内容；若修改操作对应的操作对象存于缓存中，则直接将所述操作内容更新至缓存中。当缓存中存在该操作对象时，意味该操作对象曾经存在其他操作，则直接将操作内容更新即可。
需要注意的是，这里的缓存可以是K+M个设备中任何一台设备的缓存。
S103：将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
在缓存操作内容之后，即可进行该修改操作的修改，将修改内容覆盖至缓存中对应修改对象的数据之上。需要注意的是，在修改之前，优选的还可以先判断所述对象的数据是否全在缓存中；若是，则将操作内容应用至缓存中对应的对象。意即是指判断修改对象的数据完整性。数据的不完整意味着修改内容可能并不存于缓存中，例如当需要将文件A的a属性修改时，才发现缓存中存在文件A的其他属性，缺唯独没有a属性的数据，类似这样的修改是没有意义的，也因此有一定必要性事先检测缓存中修改操作对应的对象(以下简称“修改对象”)的数据是否完整。当缓存中的数据不是完整时，此时可以选择使用现有技术的方法，即从至少K个设备上读取数据。或者当修改操作对应的数据在缓存中存在时，依旧可以使用本申请提供的方法进行修改。
特别需要说明的是，最好事先在某一台设备上缓存一份完整的数据，而之所以是缓存，是因为需要保障数据的安全性，因此不能将完整的数据存于某一台设备的磁盘或者其他存储设备中。该设备虽然同样可以是K+M个设备中任何一台设备，但优选的，该设备最好是K+M份数据分布的设备的主设备，或者说，这K+M个设备中的核心设备。
S104：将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
在修改结束后，将修改对象的数据封装成覆盖写操作。所谓覆盖写操作，指的是原先的数据已经被修改操作的内容所覆盖。而之所以需要封装，同样是为了保障数据安全。在此对于具体的封装方法和封装形式不作限定，只要其可保证数据的安全性即可。
S105：对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答所述客户端，以示所述操作完成。
这里的数据处理通常是对覆盖写操作的处理，在对缓存中数据进行修改后，还需要对其他存储设备上的相应数据进行修改，包括各部分分割出来的数据，以及根据分割数据通过算法算出的冗余数据。因此还需要将缓存中覆盖写操作后的数据进行相应的数据处理，可以理解的是，这里的数据处理是相适应于纠删码技术的，例如进行纠删条带补齐、数据切分等。
在数据处理后，将相应的分割数据发送至各自对应的存储设备或存储介质，并在所有存储设备或存储介质返回存储完成指令后应答客户端。
需要注意的是，整个过程中，原先K+M个设备上的数据形式是不变的，只是其内容根据修改操作做了相应的改变。
本申请实施例提供了一种分布式存储系统的修改写方法，可以通过上述方法实现由原先必须从若干设备上读取数据变成直接从缓存中读取完整的数据，减少了修改写操作所依赖的读操作，提高了分布式存储系统的修改写操作效率，也提高了存储系统的整体性能。
参见图2，图2为本申请实施例所提供的另一种分布式存储系统的修改写方法的流程图，该修改写方法包括：
S201：在设定设备上缓存完整的数据；
S202：接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；若是，进入S203；
S203：判断所述操作对应的操作对象是否存在所述缓存中；若否，进入S204；若是，进入S205；
S204：在缓存中添加操作对应的操作对象，并保存所述操作的操作内容至缓存；
S205：将操作的内容更新到缓存中；
S206：将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
S207：将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
S208：对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答所述客户端，以示所述操作完成。
下面对本申请实施例提供的一种分布式存储系统的修改写系统进行介绍，下文描述的修改写系统与上文描述的修改写方法可相互对应参照。
参见图3，图3为本申请实施例所提供的一种分布式存储系统的修改写系统结构示意图，该修改写系统可以包括：
第一判断模块100，用于接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；
保存模块200，用于若所述操作为修改操作，保存所述操作的操作内容至缓存；
操作应用模块300，用于将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
修改写模块400，用于将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
处理应答模块500，用于对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答客户端，以示所述操作完成。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述修改写系统还可以包括：
第二判断模块，用于判断所述操作对应的操作对象是否存于所述缓存中；
第二存储模块，用于若所述操作对应的操作对象不存于所述缓存中时，将所述操作对象存于所述缓存中，并跳转至所述保存模块；
操作更新模块，用于若所述操作对应的操作对象存于所述缓存中时，将所述操作内容更新至所述缓存中。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述修改写系统还可以包括：
第三判断模块，用于判断所述对象的数据是否全在所述缓存中；
跳转模块，用于所述对象的数据全在所述缓存中时，进入所述操作应用模块。
基于上述实施例，作为优选的实施例，所述处理应答模块包括：
处理单元，用于对所述覆盖写操作进行纠删条带补齐和数据切片；
发送单元，用于将数据切片后的数据发送至不同的存储介质；
应答单元，用于接收到所述不同的存储介质返回的存储完成指令后应答客户端。
本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请还提供了一种服务器，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述服务器还可以包括各种网络接口，电源等组件。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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 (10)
1.一种分布式存储系统的修改写方法，其特征在于，包括：
接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；
若是，保存所述操作的操作内容至缓存；
将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答所述客户端，以示所述操作完成。
2.根据权利要求1所述的修改写方法，其特征在于，保存所述操作的操作内容至缓存之前，还包括：
判断所述操作对应的操作对象是否存于所述缓存中；
若否，将所述操作对象存于所述缓存中，并执行保存所述操作的操作内容的步骤；
若是，将所述操作内容更新至所述缓存中。
3.根据权利要求2所述的修改写方法，其特征在于，将所述操作内容应用至缓存中对应的对象之前，还包括：
判断所述对象的数据是否全在所述缓存中；
若是，则执行将所述操作内容应用至所述缓存中对应的对象的步骤。
4.根据权利要求3所述的修改写方法，其特征在于，对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答客户端包括：
对所述覆盖写操作进行纠删条带补齐和数据切片；
将数据切片后的数据发送至不同的存储介质；
接收到所述不同的存储介质返回的存储完成指令后应答客户端。
5.一种分布式存储系统的修改写系统，其特征在于，包括：
第一判断模块，用于接收客户端发送的操作，并判断所述操作是否为修改操作；
保存模块，用于若所述操作为修改操作，保存所述操作的操作内容至缓存；
操作应用模块，用于将所述操作内容应用至缓存中对应的对象；
修改写模块，用于将所述对象的数据封装成覆盖写操作；
处理应答模块，用于对所述覆盖写操作进行数据处理，并在数据处理后应答客户端，以示所述操作完成。
6.根据权利要求5所述的修改写系统，其特征在于，还包括：
第二判断模块，用于判断所述操作对应的操作对象是否存于所述缓存中；
第二存储模块，用于若所述操作对应的操作对象不存于所述缓存中时，将所述操作对象存于所述缓存中，并跳转至所述保存模块；
操作更新模块，用于若所述操作对应的操作对象存于所述缓存中时，将所述操作内容更新至所述缓存中。
7.根据权利要求6所述的修改写系统，其特征在于，还包括：
第三判断模块，用于判断所述对象的数据是否全在所述缓存中；
跳转模块，用于所述对象的数据全在所述缓存中时，进入所述操作应用模块。
8.根据权利要求7所述的修改写系统，其特征在于，所述处理应答模块包括：
处理单元，用于对所述覆盖写操作进行纠删条带补齐和数据切片；
发送单元，用于将数据切片后的数据发送至不同的存储介质；
应答单元，用于接收到所述不同的存储介质返回的存储完成指令后应答客户端。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被执行时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种服务器，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述的方法。
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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