CN109542359B - 一种数据重建方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种数据重建方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该方法包括：当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；由所述NAND闪存中获取用于重建所述目标页中各个数据的数据为相关数据，并将所述相关数据均存储至所述固态硬盘的DDR内存中；由所述DDR内存中依次获取与所述目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。本申请中大大减少了由NAND闪存中进行读数据的次数，改为由DDR内存中读取，而由DDR内存中实现数据读取相对于NAND闪存中实现数据读取，能够大大加快数据读取速度，进而减少数据重建的耗时及对固态硬盘读写性能的影响。
Description
技术领域
本发明涉及固态硬盘技术领域，更具体地说，涉及一种数据重建方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着互联网、云计算、物联网等技术的发展及广泛应用，在人类生活中，时时刻刻都会产生海量的数据需要处理及存储，信息技术的高速发展对存储系统的性能提出了更高的要求。
固态硬盘因其读写速度快、能耗低，而被广泛采用。在对固态硬盘中数据进行读写的过程中，难免会出现读操作失败的情况，此时会采用一些纠错方法，比如read retry、soft ldpc等方式，当这些都不成功时，会采用data rebuild，即数据重建的方式恢复数据。但该种方式非常耗时，因此作为最后的数据恢复手段。具体来说，固态硬盘中的底层存储设备NAND闪存中包含多个块(block)，每个块中又包括多个页(page)，由于数据保存的局部原理，同一个页中相邻的数据通常为具有关联的数据，也即用户在读取数据时，通常会需要读取同一个页中相邻的数据；而由于NAND闪存的特性，位于同一个页中相邻的数据出现异常的可能性很大，因此如果某个页中某个数据出现异常需要重建时，通常还会需要对目标页中其他数据也进行重建，也即需要将出现异常的数据所属目标页中每个数据依次进行重建，对每个数据进行重建的过程均需由NAND闪存的其他页中获取用于实现重建的相关数据，再利用该相关数据实现数据重建；因此，对于同一页中的数据，需要执行多次获取相关数据及实现数据重建的过程，也即每创建一个数据均需由NAND闪存中获取相关数据以实现数据重建，这无疑会导致时间的较多浪费，进而严重影响固态硬盘的读写性能。
综上所述，现有技术中实现数据重建的技术方案存在耗时多、影响固态硬盘读写性能的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种数据重建方法、装置、设备及计算机可读存储介质，能够解决现有技术中实现数据重建的技术方案存在的耗时多、影响固态硬盘读写性能的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种数据重建方法，包括：
当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；
由所述NAND闪存中获取用于重建所述目标页中各个数据的数据为相关数据，并将所述相关数据均存储至所述固态硬盘的DDR内存中；
由所述DDR内存中依次获取与所述目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。
优选的，利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，还包括：
将重建得到的数据存储至所述DDR内存中，并记录对应的物理地址为所述目标页的物理地址；
对应的，所述方法还包括：
如果接收到用户发送的数据请求，则判断所述数据请求对应的物理地址是否为所述目标页的物理地址，如果是，则由所述DDR内存中获取与所述数据请求对应的数据并返回给所述用户，否则，则由所述NAND闪存中获取与所述数据请求对应的数据并返回给所述用户。
优选的，将重建得到的数据存储至所述DDR内存中之前，还包括：
判断所述DDR内存中是否存储有数据，如果是，则将所述DDR内存中存储的数据迁移至第一预设位置，执行所述将重建得到的数据存储至所述DDR内存中的步骤，如果否，则执行所述将重建得到的数据存储至所述DDR内存中的步骤。
优选的，将重建得到的数据存储至所述DDR内存中之后，还包括：
如果需要实现所述目标页的数据的迁移，则将所述DDR内存中存储的所述目标页的数据迁移至第二预设位置，清零所述DDR内存中存储的所述目标页的数据，并更新所述目标页的数据的物理地址为所述第二预设位置的物理地址。
优选的，由所述NAND闪存中获取相关数据，并将所述相关数据均存储至所述DDR内存中，包括：
发送传输请求至所述NAND闪存，以指示所述NAND闪存获取与所述传输请求对应的数据为相关数据，并将所述相关数据以每次传输16k数据的方式传输至所述DDR内存中。
优选的，将重建得到的数据存储至所述DDR内存中，包括：
将重建得到的数据存储至所述DDR内存中的特定位置。
优选的，利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，还包括：
将所述目标页中的数据重建成功的信息发送至指定终端。
一种数据重建装置，包括：
确定模块，用于：当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；
获取模块，用于：由所述NAND闪存中获取用于重建所述目标页中各个数据的数据为相关数据，并将所述相关数据均存储至所述固态硬盘的DDR内存中；
重建模块，用于：由所述DDR内存中依次获取与所述目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。
一种数据重建设备，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任一项所述数据重建方法的步骤。
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上任一项所述数据重建方法的步骤。
本发明提供了一种数据重建方法、装置、设备及计算机可读存储介质，该方法包括：当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；由所述NAND闪存中获取用于重建所述目标页中各个数据的数据为相关数据，并将所述相关数据均存储至所述固态硬盘的DDR内存中；由所述DDR内存中依次获取与所述目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。本申请公开的技术方案中，当需要实现数据重建时，将需要实现数据重建的页中各个数据对应相关数据由NAND闪存中一次性读取并存储到DDR内存中，进而由DDR内存中依次读取需要实现数据重建的页中各个数据对应相关数据，以利用读取的相关数据实现对应数据的重建。本申请中不同于现有技术中每重建一个数据则需要由NAND闪存中读取相关数据进而实现数据重建，而是将目标页中各数据对应相关数据一次性由NAND闪存中读取并存储至DDR内存中，进而由DDR内存中读取目标页中各数据对应相关数据并实现数据重建，大大减少了由NAND闪存中进行读数据的次数，改为由DDR内存中读取，而由DDR内存中实现数据读取相对于NAND闪存中实现数据读取，能够大大加快数据读取速度，进而减少数据重建的耗时及对固态硬盘读写性能的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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为本发明实施例提供的一种数据重建方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种数据重建装置的结构示意图。
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，而不是全部的实施例。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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，其示出了本发明实施例提供的一种数据重建方法的流程图，可以包括：
S11：当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页。
本发明实施例提供的一种数据重建方法的执行主语可以为对应的数据重建装置，而该数据重建装置可以设置于固态硬盘内，因此本发明实施例提供的一种数据重建方法的执行主语可以为固态硬盘；具体来说，固态硬盘包括存储单元及控制单元，对应的本发明实施例提供的一种数据重建方法的执行主语可以为固态硬盘包含的控制单元。NAND闪存包含于固态硬盘的存储单元，是固态硬盘的底层存储，用于提供数据的存储及读写功能。当响应用户发送的读数据请求出现读错误，且通过现有技术中的校验方法也无法成功读取时，则需要重建出现读错误的数据所属页内包含的全部数据，也即任意需要实现数据重建的数据所属的页均可以作为目标页。
S12：由NAND闪存中获取用于重建目标页中各个数据的数据为相关数据，并将相关数据均存储至固态硬盘的DDR内存中。
需要说明的是，本申请中实现一个数据的重建时可以利用RAID0至RAID6中的任一种方式实现，以利用的方式具体为RAID5为例进行具体说明，这种方式预先在NAND闪存的16个不同的页中分别存储有16个数据，这16个数据中任一个数据出现异常时，可以利用另外15个数据经过XOR得到一个校验数据，即为重建得到出现异常的数据对应的正确数据，也即当16个数据中任一个数据出现异常时，其他15个数据则为用于实现出现异常的数据的重建的相关数据。本申请中由NAND闪存中一次性获取目标页中包含的各个数据对应的相关数据，并将相关数据存储至DDR内存中，其中，DDR内存包含于固态硬盘的存储单元，是作为中间层存储实现的，也即DDR内存既可以供上层应用实现读写功能，又可以向下层应用进行读写功能；而NAND闪存是作为底层存储实现的，也即NAND闪存仅可以供上层应用实现读写功能；对应的，上层应用基于DDR内存实现读写功能相对于NAND闪存实现读写功能速度更快。
S13：由DDR内存中依次获取与目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。
由DDR内存中依次获取与目标页中每个数据对应的相关数据，以利用获取到的相关数据依次重建目标页中的每个数据，实现目标页中的数据的重建。
本申请公开的技术方案中，当需要实现数据重建时，将需要实现数据重建的页中各个数据对应相关数据由NAND闪存中一次性读取并存储到DDR内存中，进而由DDR内存中依次读取需要实现数据重建的页中各个数据对应相关数据，以利用读取的相关数据实现对应数据的重建。本申请中不同于现有技术中每重建一个数据则需要由NAND闪存中读取相关数据进而实现数据重建，而是将目标页中各数据对应相关数据一次性由NAND闪存中读取并存储至DDR内存中，进而由DDR内存中读取目标页中各数据对应相关数据并实现数据重建，大大减少了由NAND闪存中进行读数据的次数，改为由DDR内存中读取，而由DDR内存中实现数据读取相对于NAND闪存中实现数据读取，能够大大加快数据读取速度，进而减少数据重建的耗时及对固态硬盘读写性能的影响。
另外，相对于现有技术中每次由NAND闪存中遍历获取所需相关数据而言，本申请中只需在一次性读取全部所需相关数据时遍历NAND闪存获取，其余则是由DDR内存中存储中全部所需相关数据中获取，进而也大大提高了数据读取速度。
本发明实施例提供的一种数据重建方法，利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，还可以包括：
将重建得到的数据存储至DDR内存中，并记录对应的物理地址为目标页的物理地址；
对应的，方法还可以包括：
如果接收到用户发送的数据请求，则判断数据请求对应的物理地址是否为目标页的物理地址，如果是，则由DDR内存中获取与数据请求对应的数据并返回给用户，否则，则由NAND闪存中获取与数据请求对应的数据并返回给用户。
其中，存储重建得到的数据至DDR内存中，记录重建得到的数据的物理地址为目标页的物理地址，也即确定重建得到的数据与目标页之间具有的映射关系，从而在需要实现目标页的数据的查询时，可以基于物理地址实现目标页中数据的查询。其中，用户发送的数据请求即为获取所需数据的请求，如果判断出数据请求对应物理地址为目标页物理地址，则可以直接由DDR内存中获取所需数据，否则，则需要由NAND闪存内存中获取所需数据，通过由DDR内存中读取数据替换由NAND闪存内存中读取数据，大大提高了数据读取速度，进而提升了固态硬盘的数据读写性能。
本发明实施例提供的一种数据重建方法，将重建得到的数据存储至DDR内存中之前，还可以包括：
判断DDR内存中是否存储有数据，如果是，则将DDR内存中存储的数据迁移至第一预设位置，执行将重建得到的数据存储至DDR内存中的步骤，如果否，则执行将重建得到的数据存储至DDR内存中的步骤。
如果在将重建得到的数据存储至DDR内存中之前，确定DDR内存中已经存储有数据，则需要将DDR内存中存储的数据迁移至第一预设位置，并且更新迁移至第一预设位置的数据的物理地址为第一预设位置的物理地址；其中，第一预设位置可以根据实际需要进行确定的NAND闪存中的位置，也即DDR内存中仅存储最新重建得到的数据，从而通过这种方式保证了DDR内存中始终存在足够的空间实现重建数据的存储。
本发明实施例提供的一种数据重建方法，将重建得到的数据存储至DDR内存中之后，还可以包括：
如果需要实现目标页的数据的迁移，则将DDR内存中存储的目标页的数据迁移至第二预设位置，清零DDR内存中存储的目标页的数据，并更新目标页的数据的物理地址为第二预设位置的物理地址。
需要说明的是，可能存在其他需要将目标页的数据进行迁移的情况，此时可以直接将目标页中的数据由DDR内存迁移至第二预设位置，并更新目标页的数据的物理地址为第二预设位置的物理地址，其中，第二预设位置可以根据实际需要进行确定的NAND闪存中的位置。也即当需要实现存储于DDR内存中的目标页的数据的迁移时，可以直接由DDR内存中宏读取到相应数据并实现迁移，从而通过由DDR内存内存中直接进行数据读取及迁移大大提高了数据处理速度。
本发明实施例提供的一种数据重建方法，由NAND闪存中获取相关数据，并将相关数据均存储至DDR内存中，可以包括：
发送传输请求至NAND闪存，以指示NAND闪存获取与传输请求对应的数据为相关数据，并将相关数据以每次传输16k数据的方式传输至DDR内存中。
需要说明的是，一般固态硬盘中每个页的大小为16K，每个数据的大小为4K，对应的，为了实现更高的数据处理速度，本申请中将NAND闪存向DDR内存中的传输速度由4K每次改为16K每次。另外需要说明的是，在实现目标页的数据重建后，可以直接将存储于DDR内存中的用于实现数据重建的相关数据删除，从而避免了DDR内存被无用占用。
本发明实施例提供的一种数据重建方法，将重建得到的数据存储至DDR内存中，可以包括：
将重建得到的数据存储至DDR内存中的特定位置。
需要说明的是，可以提前申请DDR内存中的特定位置用于实现重建得到的数据的存储，从而可以快速定位到重建得到的数据，也即这种方式进一步加快了数据读取速度。
本发明实施例提供的一种数据重建方法，利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，还可以包括：
将目标页中的数据重建成功的信息发送至指定终端。
需要说明的是，指定终端可以为与管理员或者指定用户对应的终端，由此在实现目标页中的数据重建之后，将数据重建完成的信息发送至指定终端，可以使得管理员或者指定用户及时获知数据重建完成的信息，进而实现重建所得数据的读取等操作。
可见，本申请公开的技术方案，以创建目标页中各数据对应相关数据为单位一次性由NAND闪存中获取到所需相关数据，并在实现数据重建后将重建所得数据存储至DDR内存中，不仅能够加快相关数据读取次数，仅在实现目标页对应数据的搬移及读取等操作时基于DDR内存实现，提高了读操作速度的同时，加快了数据迁移速度，因此该方案能有效地降低对读写性能的影响，提高了固态硬盘整体稳定性。
本发明实施例还提供了一种数据重建装置，如图2所示，可以包括：
确定模块11，用于：当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；
获取模块12，用于：由NAND闪存中获取用于重建目标页中各个数据的数据为相关数据，并将相关数据均存储至固态硬盘的DDR内存中；
重建模块13，用于：由DDR内存中依次获取与目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。
本发明实施例提供的一种数据重建装置，还可以包括：
存储模块，用于：利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，将重建得到的数据存储至DDR内存中，并记录对应的物理地址为目标页的物理地址；
对应的，数据重建装置还可以包括：
响应模块，用于：如果接收到用户发送的数据请求，则判断数据请求对应的物理地址是否为目标页的物理地址，如果是，则由DDR内存中获取与数据请求对应的数据并返回给用户，否则，则由NAND闪存中获取与数据请求对应的数据并返回给用户。
本发明实施例提供的一种数据重建装置，将重建得到的数据存储至DDR内存中之前，还可以包括：
判断模块，用于：判断DDR内存中是否存储有数据，如果是，则将DDR内存中存储的数据迁移至第一预设位置，执行将重建得到的数据存储至DDR内存中的步骤，如果否，则执行将重建得到的数据存储至DDR内存中的步骤。
本发明实施例提供的一种数据重建装置，还可以包括：
迁移模块，用于：将重建得到的数据存储至DDR内存中之后，如果需要实现目标页的数据的迁移，则将DDR内存中存储的目标页的数据迁移至第二预设位置，清零DDR内存中存储的目标页的数据，并更新目标页的数据的物理地址为第二预设位置的物理地址。
本发明实施例提供的一种数据重建装置，获取模块可以包括：
获取单元，用于：发送传输请求至NAND闪存，以指示NAND闪存获取与传输请求对应的数据为相关数据，并将相关数据以每次传输16k数据的方式传输至DDR内存中。
本发明实施例提供的一种数据重建装置，存储模块可以包括：
存储单元，用于：将重建得到的数据存储至DDR内存中的特定位置。
本发明实施例提供的一种数据重建装置，还可以包括：
发送模块，用于：利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，将目标页中的数据重建成功的信息发送至指定终端。
本发明实施例还提供了一种数据重建设备，可以包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行计算机程序时实现如上任一项数据重建方法的步骤。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项数据重建方法的步骤。
需要说明的是，本发明实施例提供的一种数据重建装置、设备及计算机可读存储介质中相关部分的说明请参见本发明实施例提供的一种数据重建方法中对应部分的详细说明，在此不再赘述。另外本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种数据重建方法，其特征在于，包括：
当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；
由所述NAND闪存中获取用于重建所述目标页中各个数据的数据为相关数据，并将所述相关数据均存储至所述固态硬盘的DDR内存中；
由所述DDR内存中依次获取与所述目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，还包括：
将重建得到的数据存储至所述DDR内存中，并记录对应的物理地址为所述目标页的物理地址；
对应的，所述方法还包括：
如果接收到用户发送的数据请求，则判断所述数据请求对应的物理地址是否为所述目标页的物理地址，如果是，则由所述DDR内存中获取与所述数据请求对应的数据并返回给所述用户，否则，则由所述NAND闪存中获取与所述数据请求对应的数据并返回给所述用户。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将重建得到的数据存储至所述DDR内存中之前，还包括：
判断所述DDR内存中是否存储有数据，如果是，则将所述DDR内存中存储的数据迁移至第一预设位置，执行所述将重建得到的数据存储至所述DDR内存中的步骤，如果否，则执行所述将重建得到的数据存储至所述DDR内存中的步骤。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将重建得到的数据存储至所述DDR内存中之后，还包括：
如果需要实现所述目标页的数据的迁移，则将所述DDR内存中存储的所述目标页的数据迁移至第二预设位置，清零所述DDR内存中存储的所述目标页的数据，并更新所述目标页的数据的物理地址为所述第二预设位置的物理地址。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，由所述NAND闪存中获取相关数据，并将所述相关数据均存储至所述DDR内存中，包括：
发送传输请求至所述NAND闪存，以指示所述NAND闪存获取与所述传输请求对应的数据为相关数据，并将所述相关数据以每次传输16k数据的方式传输至所述DDR内存中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将重建得到的数据存储至所述DDR内存中，包括：
将重建得到的数据存储至所述DDR内存中的特定位置。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建之后，还包括：
将所述目标页中的数据重建成功的信息发送至指定终端。
8.一种数据重建装置，其特征在于，包括：
确定模块，用于：当需要实现固态硬盘的NAND闪存中数据的重建时，确定需要实现数据重建的页为目标页；
获取模块，用于：由所述NAND闪存中获取用于重建所述目标页中各个数据的数据为相关数据，并将所述相关数据均存储至所述固态硬盘的DDR内存中；
重建模块，用于：由所述DDR内存中依次获取与所述目标页中各个数据对应的相关数据，并利用每次获取的相关数据实现对应数据的重建。
9.一种数据重建设备，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7任一项所述数据重建方法的步骤。
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7任一项所述数据重建方法的步骤。
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| CN201811463378.XA Active CN109542359B (zh) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | 一种数据重建方法、装置、设备及计算机可读存储介质 |
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
| KR100770749B1 (ko) * | 2006-07-11 | 2007-10-26 | 삼성전자주식회사 | 셀프 테스트 기능을 추가한 메모리 컨트롤러 및 이를이용한 방법 |
| CN101136710A (zh) * | 2006-10-25 | 2008-03-05 | 中兴通讯股份有限公司 | 虚级联恢复的数据存储控制方法 |
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| CN107195023A (zh) * | 2017-05-31 | 2017-09-22 | 深圳奥尼电子股份有限公司 | 一种数据存储方法及行车记录仪 |
-
2018
- 2018-12-03 CN CN201811463378.XA patent/CN109542359B/zh active Active
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