CN110557432A - 一种缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents

一种缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质，包括：将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。本发明能够动态地对缓存池进行本地和远端的资源分配，在优先保证本地业务能够正常进行的前提下，充分利用缓存池资源，实现本地业务与远端数据传输的缓存均衡，达到缓存利用最大化。

Description

一种缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质
技术领域
本发明属于数据存储技术领域，具体涉及一种缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
信息时代数据的爆炸性增长，大数据、云计算等技术的发展，数据量成几何增长趋势。数据是企业市场环境分析的基础，大型企业都有自己的备份机制，防止数据的丢失。这就需要存储系统间实现数据的快速、高效的传输，同时将对本地业务的影响降低到最低。
为了缓和CPU和I/O设备速度不匹配的矛盾，提高CPU和I/O设备的并行性，在现代操作系统中，几乎所有的I/O设备在与处理机交换数据时都用了缓冲区，并提供获得和释放缓冲区的手段。总结来说，缓冲区技术用到了缓冲区，而缓冲区的引入是为了缓和CPU和I/O设备的不匹配，减少对CPU的中断频率，提高CPU和I/O设备的并行性。在数据到达与离去速度不匹配的地方，就应该使用缓冲技术。而缓存池就是把多个缓冲区连接起来统一管理，既可用于输入又可用于输出的缓冲结构。
而缓存池在兼顾本地数据传输业务和远端数据传输业务时，为了优先本地数据传输业务，保证本地业务能够快速进行，通常会划分较多的缓冲区给本地业务。这种处理方法无法充分利用缓存池的资源，且对本地业务也存在一个瓶颈限制。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质，以解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供一种缓存池均衡优化方法，包括：
将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；
实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；
根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；
确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
进一步的，所述根据远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整，包括：
监控到所述传输端口出现大量丢包或远端业务区域出现缓存溢出时，确认远端业务区域处于异常状态，触发均衡调整；
获取本地业务区域每块热点数据的访问次数；
按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，并将排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。
进一步的，所述根据远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整，包括：
监控到数量传输带宽趋于稳定或远端业务区域缓存占用不满时，确认远端业务区域处于空闲状态，触发均衡调整；
将远端业务区域中的空闲缓存资源移除，并将移除的缓存资源增加至本地业务区域。
进一步的，所述确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域，包括：
实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常；
向远端下发降低数据传输量的命令；
实时获取远端业务区域状态，并在确认远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
第二方面，本发明提供一种缓存池均衡优化系统，包括：
区域划分单元，配置用于将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；
状态获取单元，配置用于实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；
资源均衡单元，配置用于根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；
业务调整单元，配置用于确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
进一步的，所述资源均衡单元包括：
均衡触发模块，配置用于监控到所述传输端口出现大量丢包或远端业务区域出现缓存溢出时，确认远端业务区域处于异常状态，触发均衡调整；
次数获取模块，配置用于获取本地业务区域每块热点数据的访问次数；
资源转入模块，配置用于按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，并将排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。
进一步的，所述资源均衡单元包括：
空闲判定模块，配置用于监控到数量传输带宽趋于稳定或远端业务区域缓存占用不满时，确认远端业务区域处于空闲状态，触发均衡调整；
资源转出模块，配置用于将远端业务区域中的空闲缓存资源移除，并将移除的缓存资源增加至本地业务区域。
进一步的，所述业务调整单元包括：
异常捕捉模块，配置用于实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常；
业务降低模块，配置用于向远端下发降低数据传输量的命令；
资源调整模块，配置用于实时获取远端业务区域状态，并在确认远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
第三方面，提供一种终端，包括：
处理器、存储器，其中，
该存储器用于存储计算机程序，
该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。
第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。
本发明的有益效果在于，
本发明提供的缓存池均衡优化方法、系统、终端及存储介质，通过先为缓存池划分本地业务区域和远端业务区域，在后续工作过程中，实时监控远端数据传输端口获取远端业务区域状态，然后根据远端业务区域状态对远端业务区域和本地业务区域占用的缓存资源进行调整，优先保证本地业务正常运行。此外在发现当前缓存池承受业务过多后，降低远端业务量并将远端业务区域的缓存资源向本地业务区域转移，保证本地业务正常进行。本发明能够动态地对缓存池进行本地和远端的资源分配，在优先保证本地业务能够正常进行的前提下，充分利用缓存池资源，实现本地业务与远端数据传输的缓存均衡，达到缓存利用最大化。
此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
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，对于本领域普通技术人员而言，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是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。
图2是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图3为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，都应当属于本发明保护的范围。
下面对本发明中出现的关键术语进行解释。
图1是本发明一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种缓存池均衡优化系统。
如图1所示，该方法100包括：
步骤110，将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；
步骤120，实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；
步骤130，根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；
步骤140，确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
可选地，作为本发明一个实施例，所述根据远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整，包括：
监控到所述传输端口出现大量丢包或远端业务区域出现缓存溢出时，确认远端业务区域处于异常状态，触发均衡调整；
获取本地业务区域每块热点数据的访问次数；
按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，并将排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。
可选地，作为本发明一个实施例，所述根据远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整，包括：
监控到数量传输带宽趋于稳定或远端业务区域缓存占用不满时，确认远端业务区域处于空闲状态，触发均衡调整；
将远端业务区域中的空闲缓存资源移除，并将移除的缓存资源增加至本地业务区域。
可选地，作为本发明一个实施例，所述确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域，包括：
实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常；
向远端下发降低数据传输量的命令；
实时获取远端业务区域状态，并在确认远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
为了便于对本发明的理解，下面以本发明缓存池均衡优化方法的原理，结合实施例中对缓存池进行均衡优化的过程，对本发明提供的缓存池均衡优化方法做进一步的描述。
具体的，所述缓存池均衡优化方法包括：
S1、将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域。
采集一段时间内本地业务量和远端业务量，得到一个平均的本地业务量与远端业务量的比例，根据这个业务量比例将缓存池的缓存区划分为本地业务区域和远端业务区域。
S2、实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态。
实时监控远端数据传输端口，若出现大量丢包或者远端业务区域缓存溢出时则判定远端业务区域处于异常状态(缓存资源不足)；若监控到数量传输带宽趋于稳定或者远端业务区域缓存占用不满时，则判定远端业务区域处于空闲状态(缓存资源过多)。
S3、根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整。
若步骤S2监控到远端业务区域缓存资源不足，则触发资源移入调整。资源移入过程为：获取本地业务区域每块热点数据的访问次数，按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，访问次数越少的数据块排序越靠前。设置一个访问次数阈值，这个阈值设置的依据是不影响本地业务进行，访问次数在阈值内的数据块可以转移，访问次数超过阈值的数据块不可以转移。在访问次数不超过阈值的前提下，将本地业务区域中排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。若访问次数不超过阈值的数据块都转移到远端业务区域后，远端业务区域异常仍未接触，则发出缓存池资源不足提示，触发步骤S4。
若步骤S2监控到远端业务区域处于空闲状态，则将远端业务区域中的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
S4、确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常，触发业务调整程序。
业务调整程序为：向远端下发降低数据传输量的命令，降低远端业务量，空出远端业务区域的缓存资源。命令下发后，实时获取远端业务区域状态，并在监控到远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
如图2示，该系统200包括：
区域划分单元210，配置用于将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；
状态获取单元220，配置用于实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；
资源均衡单元230，配置用于根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；
业务调整单元240，配置用于确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
可选地，作为本发明一个实施例，所述资源均衡单元包括：
均衡触发模块，配置用于监控到所述传输端口出现大量丢包或远端业务区域出现缓存溢出时，确认远端业务区域处于异常状态，触发均衡调整；
次数获取模块，配置用于获取本地业务区域每块热点数据的访问次数；
资源转入模块，配置用于按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，并将排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。
可选地，作为本发明一个实施例，所述资源均衡单元包括：
空闲判定模块，配置用于监控到数量传输带宽趋于稳定或远端业务区域缓存占用不满时，确认远端业务区域处于空闲状态，触发均衡调整；
资源转出模块，配置用于将远端业务区域中的空闲缓存资源移除，并将移除的缓存资源增加至本地业务区域。
可选地，作为本发明一个实施例，所述业务调整单元包括：
异常捕捉模块，配置用于实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常；
业务降低模块，配置用于向远端下发降低数据传输量的命令；
资源调整模块，配置用于实时获取远端业务区域状态，并在确认远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
图3为本发明实施例提供的一种终端300的结构示意图，该终端300可以用于执行本发明实施例提供的缓存池均衡优化方法。
其中，该终端300可以包括：处理器310、存储器320及通信单元330。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本发明的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
其中，该存储器320可以用于存储处理器310的执行指令，存储器320可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器320中的执行指令由处理器310执行时，使得终端300能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。
处理器310为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器320内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器310可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本发明实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。
通信单元330，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。
本发明还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。
因此，本发明通过先为缓存池划分本地业务区域和远端业务区域，在后续工作过程中，实时监控远端数据传输端口获取远端业务区域状态，然后根据远端业务区域状态对远端业务区域和本地业务区域占用的缓存资源进行调整，优先保证本地业务正常运行。此外在发现当前缓存池承受业务过多后，降低远端业务量并将远端业务区域的缓存资源向本地业务区域转移，保证本地业务正常进行。本发明能够动态地对缓存池进行本地和远端的资源分配，在优先保证本地业务能够正常进行的前提下，充分利用缓存池资源，实现本地业务与远端数据传输的缓存均衡，达到缓存利用最大化，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。
本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的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如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、系统和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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，系统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。
所述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，在本发明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。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种缓存池均衡优化方法，其特征在于，包括：
将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；
实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；
根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；
确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整，包括：
监控到所述传输端口出现大量丢包或远端业务区域出现缓存溢出时，确认远端业务区域处于异常状态，触发均衡调整；
获取本地业务区域每块热点数据的访问次数；
按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，并将排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整，包括：
监控到数量传输带宽趋于稳定或远端业务区域缓存占用不满时，确认远端业务区域处于空闲状态，触发均衡调整；
将远端业务区域中的空闲缓存资源移除，并将移除的缓存资源增加至本地业务区域。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域，包括：
实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常；
向远端下发降低数据传输量的命令；
实时获取远端业务区域状态，并在确认远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
5.一种缓存池均衡优化系统，其特征在于，包括：
区域划分单元，配置用于将缓存池划分为本地业务区域和远端业务区域；
状态获取单元，配置用于实时监控远端数据传输端口，获取远端业务区域状态；
资源均衡单元，配置用于根据所述远端业务区域状态对本地业务区域和远端业务区域的缓存资源进行均衡调整；
业务调整单元，配置用于确认缓存池系统异常，控制远端降低数据传输量并将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述资源均衡单元包括：
均衡触发模块，配置用于监控到所述传输端口出现大量丢包或远端业务区域出现缓存溢出时，确认远端业务区域处于异常状态，触发均衡调整；
次数获取模块，配置用于获取本地业务区域每块热点数据的访问次数；
资源转入模块，配置用于按照访问次数由小到大对本地业务区域中的数据块排序，并将排序最高的数据块逐一向远端业务区域转移，直至远端业务区域异常解除。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述资源均衡单元包括：
空闲判定模块，配置用于监控到数量传输带宽趋于稳定或远端业务区域缓存占用不满时，确认远端业务区域处于空闲状态，触发均衡调整；
资源转出模块，配置用于将远端业务区域中的空闲缓存资源移除，并将移除的缓存资源增加至本地业务区域。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述业务调整单元包括：
异常捕捉模块，配置用于实时捕捉存储系统异常信息，在获取到大量缓存申请失败后，判定缓存池系统异常；
业务降低模块，配置用于向远端下发降低数据传输量的命令；
资源调整模块，配置用于实时获取远端业务区域状态，并在确认远端业务区域处于空闲状态后将远端业务区域的空闲缓存资源转移至本地业务区域。
9.一种终端，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器的执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-4中任一项所述的方法。
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