CN108228649B - 用于数据访问的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及用于数据访问的方法和设备。该方法包括确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中。该目标数据在存储设备中被组织在多叉树的第一层中。该方法还包括响应于确定目标数据在存储器中缺失，将该目标数据从存储设备移入到存储器中。此外，该方法还包括响应于目标数据从存储器中被访问，将对目标数据的引用加入到第一列表中。第一列表记录第一层中的数据的访问顺序。

Description

用于数据访问的方法和设备
技术领域
本公开的实施例总体涉及数据存储领域，具体涉及一种用于数据访问的方法和设备。
背景技术
多叉树(例如，B树及其变型)被广泛使用在文件系统和数据库中，以用于组织存储设备(例如，磁盘)上的数据。典型的多叉树可以由根节点、中间节点和叶节点组成。通常，上一级节点用于存储下一级节点的地址(例如，磁盘块号)，而叶节点用于存储实际应用中的数据。当需要访问叶节点时，可以从根节点开始依次查找下一级节点的地址，直到找到所要访问的叶节点的地址。此外，需要首先将节点从存储设备读到存储器中，然后在存储器中访问该节点。
为了更快地访问多叉树中的节点同时考虑到存储器容量的限制，可以将多叉树中的部分节点缓存在存储器中。通常，利用最近最少使用算法(LRU)来管理节点相对于存储器的换入换出。例如，可以使用LRU链表来链接存储器中的节点，其中链表的头部为最近访问的节点而链表的尾部为最近最少使用的节点。当存储器的使用量超过预定阈值时，可以从LRU链表的尾部开始将缓存的节点换出存储器以缓解存储器压力。
发明内容
本公开的实施例提供了一种用于数据访问的方法和设备。
在本公开的第一方面，提供了一种用于数据访问的方法。该方法包括确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中。该目标数据在存储设备中被组织在多叉树的第一层中。该方法还包括响应于确定目标数据在存储器中缺失，将该目标数据从存储设备移入到存储器中。此外，该方法还包括响应于目标数据从存储器中被访问，将对目标数据的引用加入到第一列表中。第一列表记录第一层中的数据的访问顺序。
在本公开的第二方面，提供了一种电子设备。该设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时，使得设备：确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中，该目标数据在存储设备中被组织在多叉树的第一层中；响应于确定目标数据在存储器中缺失，将该目标数据从存储设备移入到存储器中；以及响应于目标数据从存储器中被访问，将对该目标数据的引用加入到第一列表中，第一列表记录第一层中的数据的访问顺序。
在本公开的第三方面，提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品被有形地存储在非瞬态计算机可读介质上并且包括机器可执行指令。机器可执行指令在被执行时使得机器执行根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
提供发明内容部分是为了简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或主要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了用于组织存储设备上的数据的典型多叉树100的示例性结构；
图2示出了根据本公开的实施例的用于数据访问的方法200的流程图；
图3示出了根据本公开的实施例的用于组织被缓存在存储器中的节点的示例性哈希表300的示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的用于记录多叉树中的各节点的访问顺序的与多叉树的层相关联的多个列表的示意图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于将多叉树中的节点移出存储器的方法500的流程图；
图6示出了根据本公开的实施例的用于数据访问的方法600的流程图；
图7图示了根据本公开的实施例的用于数据访问的装置700的框图；以及
图8图示了适于实现本公开的示例实施例的计算机系统800的框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
如上文所描述的，在传统方案中，通常利用单个LRU链表来管理节点相对于存储器的换入换出。然而，这样的LRU链表没有考虑树形结构的特性。例如，叶节点由于最后被访问而往往被排在LRU链表的前面。因此，与叶节点相比，对于后续访问更重要的根节点和中间节点将被较早换出存储器。此外，每次对节点的访问会引起该节点在LRU链表中的位置改变。当节点的数量较大或者访问较频繁时，对单个LRU链表的操作将成为系统瓶颈。
为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于数据访问的方案。该方案考虑到树形结构的特点，将单个LRU链表划分成与树形结构中的层相关联的具有不同优先级的多个链表，从而使得对于后续访问更重要的节点被较晚换出存储器。此外，通过将正在被访问的节点从LRU链表删除，避免对LRU链表的频繁操作，从而提高系统性能。
以下参考图1至图7来说明本公开的基本原理和若干示例实施例。图1示出了用于组织存储设备上的数据的典型多叉树100的示例性结构。应当理解，图1中所示的多叉树100的结构仅为示例性的，而不用于限制本公开的实施例的功能和范围。
为了方便描述，下文将以磁盘作为存储设备的示例。但是这仅仅是示例性的，任何目前已知或者将来开发的基于其他机制的存储介质均可能充当存储设备。
如图1所示，多叉树100(例如，B+树)包括节点101-113。这些节点被组织在层120、121和122中(即，多叉树100的深度为3)。具体地，在层120中包括根节点101，在层121中包括中间节点102-104，并且在层122中包括叶节点105-113。节点101-113中的每个节点可以用于存储一个或多个键值(key-value，简称KV)对。通常，在非叶节点(即，根节点101和中间节点102-104)中，所存储的值(value)可以是下一级节点的地址(例如，磁盘块号)。在叶节点105-113中所存储的值可以取决于实际的应用。
例如，当需要访问叶节点105时，可以首先访问根节点101。也即，在根节点101中根据输入的键(例如，叶节点105的索引)来查找下一级节点(即，中间节点102)的地址。然后，可以访问中间节点102。也即，在中间节点102中查找叶节点105的地址。最终，可以基于找到的叶节点105的地址来访问叶节点105。此外，当访问每个节点时，需要首先将该节点从磁盘读入存储器中，然后在存储器中访问该节点。
应当理解，多叉树的节点中所存储的数据并不限于以上所列举的示例形式，并且本公开的实施例可以被应用到以树形结构组织的任何数据中。本公开的范围在此方面不受限制。
为了更快地访问多叉树100中的节点同时考虑到存储器容量的限制，可以将多叉树100中的部分节点缓存在存储器中。当存储器的使用量超过预定阈值时，可以将所缓存的节点中的部分节点换出存储器，以便释放存储器的压力。本公开的实施例提出了这样的用于数据访问的方案。
图2示出了根据本公开的实施例的用于数据访问的方法200的流程图。以下结合图1来描述方法200中所涉及的动作。应当理解，方法200还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框201，确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中。例如，目标数据被组织在多叉树100的层121的节点102中。在一些实施例中，可以通过查找哈希表来确定节点102是否已经被缓存在存储器中。作为示例，图3图示了根据本公开的实施例的用于组织被缓存在存储器中的节点的示例性哈希表300的示意图。
如图3所示，哈希表300以哈希桶(hash buckets)的形式来实现，其使用顺序表来存放由具有相同哈希值的数据项组成的链表(以下也称为“桶”或者“哈希链”)的头节点(以下也称为“头部”)。在此所述的数据项用于指示对应的多叉树节点在存储器中的缓存。例如，数据项可以包括对应节点的磁盘块号、指向对应节点在存储器中的缓存的指针、指向哈希链中的前一数据项的指针、指向哈希链中的后一数据项的指针等等，以下还将结合图2作进一步的详细描述。
例如，假设根节点101的磁盘块号为32，哈希长度为8并且哈希算法采用求余法。因为32％8＝4(％表示求余运算)，所以可以在第4个哈希链(即，哈希链314)中进行查找。例如，可以找到哈希链314中的数据项301并且数据项301记录的磁盘块号为32，那么可以确定根节点101已经被缓存在存储器中。假设节点102的磁盘块号为41，因为41％8＝1，所以可以在哈希链311中进行查找。由于哈希链311为空，其中不存在任何数据项，因此可以确定节点102未被缓存在存储器中。
应当理解，图3中所示的哈希桶300仅仅作为哈希表的实现的示例，本公开的实施例还可以被应用到任何目前已知或者将来开发的其他形式的哈希表中。本公开的范围在此方面不受限制。
返回到图2，如果在框201中确定目标数据在存储器中缺失，则在框202，将该目标数据从存储设备移入到存储器中。在一些实施例中，可以创建指示节点102被缓存在存储器中的数据项(例如，以上结合图3所描述的数据项)，将用于缓存节点102的缓冲器地址以及节点102的磁盘块号保存在该数据项中，并且将该数据项加入到如图3所示的哈希表300中。
在框203，响应于该目标数据从存储器中被访问，将对目标数据的引用加入到列表中。在一些实施例中，列表可以被实现为与多叉树100中的一个或多个层相关联的链表。为了便于描述，以下将LRU链表作为列表的示例，并且LRU链表仅与多叉树100中的一层相关联。应当理解，这仅仅是示例性的并且不构成对本公开的范围的限制。可以将对节点102的引用加入到记录层121中的节点的访问顺序的LRU链表中，例如，插入到LRU链表的头部。在一些实施例中，该LRU链表可以是响应于层121的建立而被创建(即，初始化)的，并且相应地当层121中的所有节点都被删除(在存储设备上)时被销毁。
此外，关于图3所描述的与节点102对应的数据项除了包括节点102的磁盘块号、指向节点102在存储器中的缓存的指针、指向哈希链中的前一数据项的指针、指向哈希链中的后一数据项的指针之外，还可以包括指向LRU链表中的前一数据项的第一指针以及指向LRU链表中的后一数据项的第二指针。可以通过修改第一指针和第二指针来将与节点102相对应的数据项加入到LRU链表中。
如果在框201中确定目标数据已经被缓存在存储器中，则方法200进行至框204。在框204，响应于该目标数据从存储器中被访问并且对该目标数据的引用已经被加入到列表中，更新引用在列表中的位置。在一些实施例中，例如，可以通过修改与节点102对应的数据项中的指向LRU链表中的前一数据项的第一指针和指向LRU链表中的后一数据项的第二指针来将该数据项移动到LRU链表的头部，以指示节点102最近被访问。
以此方式，可以将缓存在存储器中的各节点的访问顺序记录在分别与多叉树的层相关联的多个列表中。图4示出了根据本公开的实施例的用于记录多叉树中的各节点的访问顺序的与多叉树的层相关联的多个列表的示意图。如图4所示，层120中的节点的访问顺序被记录在列表401中，层121中的节点的访问顺序被记录在列表402中并且层122中的节点的访问顺序被记录在列表403中。应当理解，图4中所示出的列表仅仅是示例性的，而不构成对本公开的范围的限制。
如果存储器的使用超过预定阈值，可以基于列表将部分节点移出存储器，以缓存存储器的压力。图5示出了根据本公开的实施例的用于将多叉树中的节点移出存储器的方法500的流程图。以下结合图1来描述方法500中所涉及的动作。方法500可以与方法200并行地被执行或者与方法200相继地(例如，在方法200之前或者之后)被执行。应当理解，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框501，响应于确定存储器的使用量超过预定阈值，基于列表确定与该列表相关联的层中的数据的最近访问情况。例如，可以基于列表402来确定层121中的节点的最近访问情况。
在框502，基于最近访问情况，将该层中的部分数据从存储器移出。例如，当列表402为LRU链表时，可以从LRU链表的尾部依次将节点从存储器移出，直到存储器的使用量降低至预定阈值以下。也即，可以将层121中最近最少访问的若干节点移出存储器。
在一些实施例中，可以针对各层的链表相继地执行方法500。例如，方法500可以首先针对列表403(即，叶节点)来被执行，然后再针对列表402(即，中间节点)来被执行，并且最后针对列表401(即，根节点)来被执行。这样，对于后续访问更重要的节点将被较晚移出存储器。特别地，可以将根节点始终缓存在存储器中(即，仅针对列表402和列表403执行方法500)，从而提高访问效率。
在一些实施例中，可以针对各层的链表并行地执行方法500。例如，可以基于列表402确定层121中数据的第一最近访问情况；并且基于第一最近访问情况，将层121中的第一量的数据从存储器移出。同时，可以基于列表403确定层122中的数据的第二最近访问情况；并且基于第二访问情况，将层122中的第二量的数据从存储器移出。附加地或者备选地，可以对层121和层122设定不同优先级。例如，基于层121的深度小于层122，可以设定层121的优先级大于层122。相应地，层122可以与层121相比以更大的比例从存储器移出数据，即第一量小于第二量。在一些实施例中，从较高层中移出存储器的数据量可以被设置为从较低层中移出存储器的数据量的1/d，其中d为多叉树的阶数(即，一个节点所拥有的子节点数目的最大值)。例如，假设多叉树100的阶数为1024并且需要总共从存储器移出2050个节点，则可以从层121中移出2个节点而从层122中移出2048个节点。
在一些实施例中，如果存储器的使用量超过第一阈值(例如，低水位线)但低于第二阈值(例如，高水位线)，可以针对各层的链表来相继地(例如，从较低层向较高层)执行方法500；而当存储器的使用量超过第二阈值时，可以针对各层的链表来并行地执行方法500。
应当理解，还可以按照上述策略之外的策略来基于列表将部分节点移出存储器。本公开的范围在此方面不受限制。以此方式，对于后续访问更重要的节点能够被较晚移出存储器，从而提高访问效率。
如上所述，每次对节点的访问可以引起该节点在相应的LRU链表中的位置改变。当多叉树的节点的数量较大或者访问较频繁(例如，由多个进程对多叉树进行并行访问)时，可能引起对LRU链表的频繁操作从而降低系统性能。对此，本公开的实施例可以通过将正在被访问的节点移出LRU链表来避免对LRU链表的频繁操作。
图6示出了根据本公开的实施例的用于数据访问的方法600的流程图。在一些实施例中，方法600可以作为附加的动作被执行在方法200中的框202和203之间、和/或框201和204之间。应当理解，方法600还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框601，将与目标数据(例如，节点102)相关联的引用计数加一。引用计数用于指示该目标数据是否正在被访问。
在框602，响应于与目标数据相关联的引用计数大于一并且对该目标数据的引用已经被加入到列表(例如，列表402)中，将该引用从该列表删除。也即，当该目标数据正在被访问时，将其从列表中删除，以避免频繁的列表操作。应当理解，当方法600作为附加的动作被执行在方法200中的框202和203之间时，框602可以被省略。
在框603，响应于该目标数据从存储器中被访问，将引用计数减一。
以此方式，当由多个进程对多叉树进行并行访问时，能够避免频繁的列表操作，从而提高访问性能。
图7图示了根据本公开的实施例的用于数据访问的装置700的框图。如图7所示，装置700可以包括确定模块710，被配置为确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中，该目标数据在存储设备中被组织在多叉树的第一层中。装置700还可以包括访问控制模块720，被配置为响应于确定目标数据在存储器中缺失，将该目标数据从存储设备移入到存储器中；以及响应于目标数据从存储器中被访问，将对目标数据的引用加入到第一列表中，第一列表记录第一层中的数据的访问顺序。
出于清楚的目的，在图7中没有示出装置700的某些可选模块。然而，应当理解，上文参考图1-6所描述的各个特征同样适用于装置700。而且，装置700的各个模块可以是硬件模块，也可以是软件模块。例如，在某些实施例中，装置700可以部分或者全部利用软件和/或固件来实现，例如被实现为包含在计算机可读介质上的计算机程序产品。备选地或附加地，装置700可以部分或者全部基于硬件来实现，例如被实现为集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。本公开的范围在此方面不受限制。
图8示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备800的示意性框图。如图所示，设备800包括中央处理单元(CPU)801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序指令或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。CPU 801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如存储盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的各个过程和处理，例如方法200、500和/或600，可由处理单元801执行。例如，在一些实施例中，方法200、500和/或600可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序被加载到RAM 803并由CPU 801执行时，可以执行上文描述的方法200、500和/或600的一个或多个动作。
本公开可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (17)

1.一种用于数据访问的方法，包括：
确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中，所述目标数据在所述存储设备中被组织在多叉树的第一层中；
响应于确定所述目标数据在所述存储器中缺失，将所述目标数据从所述存储设备移入到所述存储器中；以及
响应于所述目标数据从所述存储器中被访问，将对所述目标数据的引用加入到第一列表中，所述第一列表记录所述第一层中的数据的访问顺序，
其中所述多叉树具有优先级低于所述第一层的第二层，并且其中所述方法还包括与优先级成反比地将数据移出所述存储器，使得与所述多叉树的所述第一层相比，在所述多叉树的所述第二层中组织的数据的更大比例被移出所述存储器。
2.根据权利要求1所述的方法，其中确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中包括：
通过查找哈希表来确定所述目标数据是否被缓存在所述存储器中；并且
其中将所述目标数据从所述存储设备移入到所述存储器中包括：
将指示所述目标数据被缓存在所述存储器中的数据项加入到所述哈希表中。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于确定所述目标数据已经被缓存在所述存储器中，使得所述目标数据在所述存储器中被访问；以及
响应于所述目标数据从所述存储器中被访问并且所述引用已经被加入到所述第一列表中，更新所述引用在所述第一列表中的位置。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于确定所述存储器的使用量超过预定阈值，基于所述第一列表确定所述第一层中数据的最近访问情况；以及
基于所述最近访问情况，将所述第一层中的部分数据从所述存储器移出。
5.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于确定所述存储器的使用量超过预定阈值，
基于所述第一列表确定所述第一层中数据的第一最近访问情况；
基于所述第一最近访问情况，将所述第一层中的第一量的数据从所述存储器移出；
基于第二列表确定所述多叉树中的所述第二层中的数据的第二最近访问情况，并且所述第二列表记录所述第二层中的所述数据的访问顺序；以及
基于所述第二最近访问情况，将所述第二层中的第二量的数据从所述存储器移出，所述第一量小于所述第二量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第二层在所述多叉树中的深度大于所述第一层。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括：
响应于确定所述目标数据正在被访问并且所述引用已经被加入到所述第一列表中，将所述引用从所述第一列表移除。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括
通过搜索所述多叉树的一个或多个节点的至少一个地址来访问所述多叉树中的所述目标数据。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述多叉树的所述第一层包括根节点，并且所述方法还包括：
通过从所述根节点搜索来访问所述多叉树中的所述目标数据。
10.一种电子设备，包括：
至少一个处理单元；
至少一个存储器，所述至少一个存储器被耦合到所述至少一个处理单元并且存储用于由所述至少一个处理单元执行的指令，所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，使得所述设备：
确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中，所述目标数据在所述存储设备中被组织在多叉树的第一层中；
响应于确定所述目标数据在所述存储器中缺失，将所述目标数据从所述存储设备移入到所述存储器中；以及
响应于所述目标数据从所述存储器中被访问，将对所述目标数据的引用加入到第一列表中，所述第一列表记录所述第一层中的数据的访问顺序，
其中所述多叉树具有优先级低于所述第一层的第二层，并且其中所述指令还使得所述设备：与优先级成反比地将数据移出所述存储器，使得与所述多叉树的所述第一层相比，在所述多叉树的所述第二层中组织的数据的更大比例被移出所述存储器。
11.根据权利要求10所述的设备，其中确定被存储在非易失性存储设备中的目标数据是否被缓存在存储器中包括：
通过查找哈希表来确定所述目标数据是否被缓存在所述存储器中；并且
其中将所述目标数据从所述存储设备移入到所述存储器中包括：
将指示所述目标数据被缓存在所述存储器中的数据项加入到所述哈希表中。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，还使得所述设备：
响应于确定所述目标数据已经被缓存在所述存储器中，使得所述目标数据在所述存储器中被访问；以及
响应于所述目标数据从所述存储器中被访问并且所述引用已经被加入到所述第一列表中，更新所述引用在所述第一列表中的位置。
13.根据权利要求10所述的设备，其中所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，还使得所述设备：
响应于确定所述存储器的使用量超过预定阈值，基于所述第一列表确定所述第一层中数据的最近访问情况；以及
基于所述最近访问情况，将所述第一层中的部分数据从所述存储器移出。
14.根据权利要求10所述的设备，其中所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，还使得所述设备：
响应于确定所述存储器的使用量超过预定阈值，
基于所述第一列表确定所述第一层中数据的第一最近访问情况；
基于所述第一最近访问情况，将所述第一层中的第一量的数据从所述存储器移出；
基于第二列表确定所述多叉树中的所述第二层中的数据的第二最近访问情况，并且所述第二列表记录所述第二层中的所述数据的访问顺序；以及
基于所述第二最近访问情况将所述第二层中的第二量的数据从所述存储器移出，所述第一量小于所述第二量。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第二层在所述多叉树中的深度大于所述第一层。
16.根据权利要求10所述的设备，其中所述指令当由所述至少一个处理单元执行时，还使得所述设备：
响应于确定所述目标数据正在被访问并且所述引用已经被加入到所述第一列表中，将所述引用从所述第一列表移除。
17.一种非瞬态计算机可读介质，具有存储在其上的机器可执行指令，所述机器可执行指令在被执行时使得机器执行根据权利要求1-9中的任一项所述的方法。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10901887B2 (en) * 2018-05-17 2021-01-26 International Business Machines Corporation Buffered freepointer management memory system
CN110737399B (zh) * 2018-07-20 2023-09-05 伊姆西Ip控股有限责任公司 用于管理存储系统的方法、设备和计算机程序产品
CN110873820B (zh) * 2018-08-31 2022-04-26 宁波三星智能电气有限公司 一种基于面向对象的智能电能表显示方法
CN109542911B (zh) * 2018-12-03 2021-10-29 郑州云海信息技术有限公司 一种元数据组织方法、系统、设备及计算机可读存储介质
CN111857556B (zh) * 2019-04-30 2024-05-24 伊姆西Ip控股有限责任公司 管理存储对象的元数据的方法、装置和计算机程序产品
CN111857559B (zh) * 2019-04-30 2024-07-05 伊姆西Ip控股有限责任公司 用于管理元数据的方法、装置和计算机程序产品
CN110674170B (zh) * 2019-09-05 2022-11-11 苏州浪潮智能科技有限公司 基于链表逆序访问的数据缓存方法、装置、设备及介质
CN112749134B (zh) * 2019-10-30 2024-05-17 伊姆西Ip控股有限责任公司 用于位图转换的方法、设备和计算机可读存储介质
CN111105190B (zh) * 2019-12-12 2024-01-23 北京旷视机器人技术有限公司 站点访问顺序的确定方法、装置及电子设备
CN116737083B (zh) * 2023-07-03 2024-04-23 摩尔线程智能科技(北京)有限责任公司 存储器访问电路及存储器访问方法、集成电路和电子设备
CN117130792B (zh) * 2023-10-26 2024-02-20 腾讯科技（深圳）有限公司 缓存对象的处理方法、装置、设备及存储介质

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4677550A (en) * 1983-09-30 1987-06-30 Amalgamated Software Of North America, Inc. Method of compacting and searching a data index
US6457102B1 (en) 1999-11-05 2002-09-24 Emc Corporation Cache using multiple LRU's
US7234021B1 (en) * 2001-10-05 2007-06-19 Emc Corporation Methods and apparatus for accessing data elements using improved hashing techniques
CN1499382A (zh) * 2002-11-05 2004-05-26 华为技术有限公司 廉价冗余磁盘阵列系统中高效高速缓存的实现方法
US8375056B2 (en) * 2010-02-26 2013-02-12 International Business Machines Corporation Optimizing data cache when applying user-based security
CN101980325B (zh) * 2010-09-20 2012-08-22 北京腾瑞万里科技有限公司 地图图幅的读取方法及装置
CN102307234A (zh) * 2011-08-24 2012-01-04 北京邮电大学 基于移动终端的资源检索方法
US9699263B1 (en) * 2012-08-17 2017-07-04 Sandisk Technologies Llc. Automatic read and write acceleration of data accessed by virtual machines
US9122589B1 (en) 2013-06-28 2015-09-01 Emc Corporation Data storage system with unified system cache
US9727479B1 (en) 2014-09-30 2017-08-08 EMC IP Holding Company LLC Compressing portions of a buffer cache using an LRU queue

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