CN108762976A - 一种读取纠删码数据的方法、装置和存储介质 - Google Patents

一种读取纠删码数据的方法、装置和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例公开了一种读取纠删码数据的方法、装置和计算机可读存储介质,接收用于获取目标数据的请求;判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;为了提升数据的读取效率,可以将访问次数达到预设阈值的数据存储在预先设定的缓存模块中,其中,所述数据可以通过纠删计算生成。当目标数据的当前访问次数达到预设阈值时,说明缓存模块中已经存储有该目标数据,此时可以直接从缓存模块中读取所述目标数据。对于被频繁访问的目标数据而言,可以直接从缓存模块中读取,避免了现有技术中每次获取目标数据时都需要通过纠删计算生成,有效提升了数据的读取效率。

Description

一种读取纠删码数据的方法、装置和存储介质
技术领域
本发明涉及数据读写技术领域,特别是涉及一种读取纠删码数据的方法、装置和计算机可读存储介质。
背景技术
纠删码(Erasure Eoding,EC)是一种数据保护方法,它将数据分割成片段,把冗余数据块扩展、编码,并将其存储在不同的位置,比如磁盘、存储节点或者其它地理位置。
从数据函数角度来说,纠删码提供的保护可以用下面这个简单的公式来表示:n=k+m。变量“k”代表原始数据或符号的值,变量“m”代表故障后添加的提供保护的额外或冗余符号的值,变量“n”代表纠删码过程后创建的符号的总值。
在读取数据时,通过任意的k个数据块可以计算出原始数据。这样一次数据的读取至少要读k个数据块,对于频繁访问的数据,每次都需要读取至少K个数据块再计算出原始数据,导致数据的读取效率较低。
可见,如何提高纠删码数据读取效率,是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种读取纠删码数据的方法、装置和计算机可读存储介质,可以提高纠删码数据读取效率。
为解决上述技术问题,本发明实施例提供一种读取纠删码数据的方法,包括:
接收用于获取目标数据的请求;
判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;
若是,则从预先设定的缓存模块中读取所述目标数据;其中,所述缓存模块中存储的数据为预先通过纠删计算生成的数据。
可选的,所述缓存模块为内存储器或块设备。
可选的,还包括:
判断所述缓存模块的空间利用率是否达到上限值;
若是,则将所述缓存模块中访问次数最小的数据删除,并将所述数据的访问次数清零。
可选的,还包括:
依据所述缓存模块中各数据对应的访问次数,对各所述数据进行降序排列。
可选的,还包括:
当硬盘上的数据被更新时,则判断所述缓存模块中是否存在所述数据;
若是,则对所述缓存模块中的所述数据进行更新。
本发明实施例中还提供了一种读取纠删码数据的装置,包括接收单元、判断单元和读取单元;
所述接收单元,用于接收用于获取目标数据的请求;
所述判断单元,用于判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;若是,则触发所述读取单元;
所述读取单元,用于从预先设定的缓存模块中读取所述目标数据;其中,所述缓存模块中存储的数据为预先通过纠删计算生成的数据。
可选的,所述缓存模块为内存储器或块设备。
可选的,还包括删除单元;
所述判断单元还用于判断所述缓存模块的空间利用率是否达到上限值;若是,则触发所述删除单元;
所述删除单元,用于将所述缓存模块中当前访问次数最小的数据删除,并将所述数据的访问次数清零。
可选的,还包括排列单元;
所述排列单元,用于依据所述缓存模块中各数据对应的访问次数,对各所述数据进行降序排列。
可选的,还包括更新单元;
所述判断单元还用于当硬盘上的数据被更新时,判断所述缓存模块中是否存在所述数据;若是,则触发所述更新单元;
所述更新单元,用于对所述缓存模块中的所述数据进行更新。
本发明实施例还提供了一种读取纠删码数据的装置,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以实现如上所述读取纠删码数据的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种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所述读取纠删码数据的方法的步骤。
由上述技术方案可以看出,接收用于获取目标数据的请求;判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;为了提升数据的读取效率,可以将访问次数达到预设阈值的数据存储在预先设定的缓存模块中,其中,所述数据可以通过纠删计算生成。当目标数据的当前访问次数达到预设阈值时,说明缓存模块中已经存储有该目标数据,此时可以直接从缓存模块中读取所述目标数据。对于被频繁访问的目标数据而言,可以直接从缓存模块中读取,避免了现有技术中每次获取目标数据时都需要通过纠删计算生成,有效提升了数据的读取效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例,下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种读取纠删码数据的方法的流程图;
图2为本发明实施例提供的一种读取纠删码数据的装置的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种读取纠删码数据的装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护范围。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
接下来,详细介绍本发明实施例所提供的一种读取纠删码数据的方法。图1为本发明实施例提供的一种读取纠删码数据的方法的流程图,该方法包括:
S101:接收用于获取目标数据的请求。
在实际应用中,当用户需要读取某个或某些原始数据时,可以通过客户端向存储设备发送用于获取目标数据的请求。
其中,在该请求中可以携带有相应的标识信息例如id信息,以便于存储设备依据该标识信息,可以获知客户端需要获取的是哪些数据。
S102:判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值。
针对于纠删码数据而言,传统方式中,每次获取原始数据时都需要依据标识信息,查找相应个数的数据块,然后依据这些数据块中包含的信息计算出原始数据。
当一个原始数据频繁被调用时,存储设备每次都需要重复执行上述纠删计算的流程才能获取到原始数据,导致数据的读取效率较低。在本发明实施例中,为了提升纠删码数据的读取效率,可以将频繁被调用的原始数据进行缓存。
具体的,可以利用最不经常使用算法(least frequently used,LFU)构建缓存模块。其中,缓存模块是指用于存储被频繁访问的原始数据的模块。
在实际应用中,可以将内存储器或块设备作为缓存模块。其中块设备可以是固态硬盘(Solid State Drives,SSD)或者是非易失性随机访问存储器(Non-Volatile RandomAccess Memory,NVRAM)等。
原始数据是否属于频繁被调用的数据,可以依据于原始数据的访问次数对原始数据被调用的概率进行评估。原始数据的访问次数越高,说明该原始数据下次被调用的概率越高。
为了便于和其它原始数据进行区分,可以将接收到的请求所对应的原始数据称作目标数据。
在存储设备中可以记录原始数据的访问次数,当原始数据每被调用1次,也即存储设备每接收到1次获取请求,则将该请求所对应的目标数据的访问次数加1。当原始数据的访问次数达到预设阈值时,则可以将该原始数据存储于缓存模块中。
当所述目标数据的当前访问次数达到预设阈值时,说明缓存模块中已经存储有了该目标数据,此时可以执行S103。
S103:从预先设定的缓存模块中读取所述目标数据;其中,所述缓存模块中存储的数据为预先通过纠删计算生成的数据。
在本发明实施例中,当原始数据的访问次数达到预设阈值时,可以将纠删计算生成的原始数据存储于缓存模块中,以便于后续该原始数据被多次调用时,可以直接从缓存模块中读取,避免了每次读取原始数据时都需经过纠删计算生成,有效的提升了读取的效率。
例如,预设阈值为5,某个原始数据第5次被调用时,则可以将生成的原始数据存储在缓存模块中。假设后续该原始数据又被调用了10次,依据现有的方式,每次调用都需要进行纠删计算生成该原始数据,后续被调用10次,则需要进行10次的纠删计算。而采用本技术方案的缓存方式,缓存模块中存储的就是经过纠删计算生成的原始数据,因此这10次调用都可以直接从缓存模块中读取原始数据,极大的提升了数据的读取效率。
由上述技术方案可以看出,接收用于获取目标数据的请求;判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;为了提升数据的读取效率,可以将访问次数达到预设阈值的数据存储在预先设定的缓存模块中,其中,所述数据可以通过纠删计算生成。当目标数据的当前访问次数达到预设阈值时,说明缓存模块中已经存储有该目标数据,此时可以直接从缓存模块中读取所述目标数据。对于被频繁访问的目标数据而言,可以直接从缓存模块中读取,避免了现有技术中每次获取目标数据时都需要通过纠删计算生成,有效提升了数据的读取效率。
考虑到缓存模块的存储空间有限,当缓存模块中存储的数据达到一定量时,可能会导致新的数据无法正常存储。针对该种情况,可以对缓存模块进行清理,将长时间未被调用的数据从缓存模块中删除,以保证最近被频繁调用的数据可以存储在该缓存模块中。
具体的,可以判断所述缓存模块的空间利用率是否达到上限值。
其中,缓存模块的空间利用率可以根据其总存储空间和剩余存储空间计算得到,例如,可以按照公式:空间利用率=(总存储空间-剩余存储空间)/总存储空间,计算得到空间利用率。
上限值的具体取值可以依据实际需求进行设定,在此不做限定。
当缓存模块的空间利用率达到上限值时,则说明该缓存模块的剩余存储空间已经很小,为了便于后续新数据的顺利存储,此时可以将将所述缓存模块中当前访问次数最小的数据删除,并将所述数据的访问次数清零。
依据缓存模块的空间利用率对其进行清理,可以避免缓存模块出现满载,保证了新数据的有效存储。当前访问次数最小的数据长时间存储在缓存模块中,会导致缓存模块的冗余,在对缓存模块进行清理时,通过删除当前访问次数最小的数据,可以保证缓存模块中数据的高利用率。
在实际应用中,各纠删码数据对应的数据块储在硬盘中,当用户或工作人员对硬盘中的数据进行更新时,为了保证缓存模块中数据的实时性,即保证缓存模块中存储的数据与硬盘中存储的数据的一致性,可以对缓存模块进行实时的更新。
具体的,当硬盘上的数据被更新时,则判断所述缓存模块中是否存在所述数据;当缓存模块中存在所述数据时,则对所述缓存模块中的所述数据进行更新,也即依据硬盘中更新后的数据,对缓存模块中相应的数据进行更新。
通过更新缓存模块中的数据,保证了缓存模块中存储的数据与硬盘中相应数据的一致性,确保了缓存模块中数据的实时有效。
为了提升缓存模块中存取性能,在本发明实施例中,可以依据所述缓存模块中各数据对应的访问次数,对各所述数据进行降序排列。
通过对缓存模块中的数据进行降序排列,使得缓存模块中数据的存储更加规范化。当有新的数据存入时,则可以动态调整缓存模块中各数据的存储顺序;当需要对缓存模块进行清理时,则可以将缓存模块中最底层的数据直接删除,提升了缓存模块的清理效率。
图2为本发明实施例提供的一种读取纠删码数据的装置的结构示意图,包括接收单元21、判断单元22和读取单元23;
所述接收单元21,用于接收用于获取目标数据的请求;
所述判断单元22,用于判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;若是,则触发所述读取单元;
所述读取单元23,用于从预先设定的缓存模块中读取所述目标数据;其中,所述缓存模块中存储的数据为预先通过纠删计算生成的数据。
可选的,所述缓存模块为内存储器或块设备。
可选的,还包括删除单元;
所述判断单元还用于判断所述缓存模块的空间利用率是否达到上限值;若是,则触发所述删除单元;
所述删除单元,用于将所述缓存模块中当前访问次数最小的数据删除,并将所述数据的访问次数清零。
可选的,还包括排列单元;
所述排列单元,用于依据所述缓存模块中各数据对应的访问次数,对各所述数据进行降序排列。
可选的,还包括更新单元;
所述判断单元还用于当硬盘上的数据被更新时,判断所述缓存模块中是否存在所述数据;若是,则触发所述更新单元;
所述更新单元,用于对所述缓存模块中的所述数据进行更新。
图2所对应实施例中特征的说明可以参见图1所对应实施例的相关说明,这里不再一一赘述。
由上述技术方案可以看出,接收用于获取目标数据的请求;判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;为了提升数据的读取效率,可以将访问次数达到预设阈值的数据存储在预先设定的缓存模块中,其中,所述数据可以通过纠删计算生成。当目标数据的当前访问次数达到预设阈值时,说明缓存模块中已经存储有该目标数据,此时可以直接从缓存模块中读取所述目标数据。对于被频繁访问的目标数据而言,可以直接从缓存模块中读取,避免了现有技术中每次获取目标数据时都需要通过纠删计算生成,有效提升了数据的读取效率。
如图3所示为本发明实施例提供的一种读取纠删码数据的装置30的硬件结构示意图,包括:
存储器31,用于存储计算机程序;
处理器32,用于执行所述计算机程序以实现如上所述读取纠删码数据的方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种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所述读取纠删码数据的方法的步骤。
以上对本发明实施例所提供的一种读取纠删码数据的方法、装置和计算机可读存储介质进行了详细介绍。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。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
专业人员还可以进一步意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

Claims (10)

1.一种读取纠删码数据的方法,其特征在于,包括:
接收用于获取目标数据的请求;
判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;
若是,则从预先设定的缓存模块中读取所述目标数据;其中,所述缓存模块中存储的数据为预先通过纠删计算生成的数据。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述缓存模块为内存储器或块设备。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,还包括:
判断所述缓存模块的空间利用率是否达到上限值;
若是,则将所述缓存模块中当前访问次数最小的数据删除,并将所述数据的访问次数清零。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,还包括:
依据所述缓存模块中各数据对应的访问次数,对各所述数据进行降序排列。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法,其特征在于,还包括:
当硬盘上的数据被更新时,则判断所述缓存模块中是否存在所述数据;
若是,则对所述缓存模块中的所述数据进行更新。
6.一种读取纠删码数据的装置,其特征在于,包括接收单元、判断单元和读取单元;
所述接收单元,用于接收用于获取目标数据的请求;
所述判断单元,用于判断所述目标数据的当前访问次数是否达到预设阈值;若是,则触发所述读取单元;
所述读取单元,用于从预先设定的缓存模块中读取所述目标数据;其中,所述缓存模块中存储的数据为预先通过纠删计算生成的数据。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,还包括删除单元;
所述判断单元还用于判断所述缓存模块的空间利用率是否达到上限值;若是,则触发所述删除单元;
所述删除单元,用于将所述缓存模块中当前访问次数最小的数据删除,并将所述数据的访问次数清零。
8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,还包括更新单元;
所述判断单元还用于当硬盘上的数据被更新时,判断所述缓存模块中是否存在所述数据;若是,则触发所述更新单元;
所述更新单元,用于对所述缓存模块中的所述数据进行更新。
9.一种读取纠删码数据的装置,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以实现如权利要求1至5任意一项所述读取纠删码数据的方法的步骤。
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5任一项所述读取纠删码数据的方法的步骤。
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