CN110674170A - 基于链表逆序读取的数据缓存方法、装置、设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基于链表逆序访问的数据缓存方法，包括：预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；根据预读节点个数将链表划分为对应的表段；当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中；若否，则根据目标链表节点确定出对应的目标表段，并将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中。本方法实现在链表逆序访问的过程中，预先将下次可能被访问的数据信息提前从内存缓存至缓存中，通过提高缓存命中率的方式提高数据访问的效率。本申请还公开了一种基于链表逆序访问的数据缓存装置、设备及存储介质，均具有上述有益效果。

Description

基于链表逆序读取的数据缓存方法、装置、设备及介质

技术领域

本发明涉及数据缓存领域，特别涉及一种基于链表逆序读取的数据缓存方法、装置、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

在存储设备中，CPU承担着解包、读盘、写盘的操作。由于单位时间内CPU需要处理的IO数量巨大，因此CPU面临着巨大的处理量。而为了保障存储设备的性能稳定性，目前一般是通过设置链表的方式进行数据访问。

在数据访问的过程中，一般是利用预读机制将内存中的数据信息缓存至缓存空间中，在后续的数据访问过程中，便能够从缓存空间中获取对应的数据信息，从而提升链表顺序访问的数据访问效率。但是这种缓存机制只适用于链表顺序访问的数据缓存中，而在链表逆序访问的过程中，针对每次数据访问请求，均需要从内存中获取数据信息，而每次从内存中读取数据信息的效率远小于从缓存空间中读取数据信息的效率，从而使得数据访问的效率较低。

因此，如何提高在链表逆序访问的过程中的数据访问效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于链表逆序读取的数据缓存方法，能够提高在链表逆序访问的过程中的数据访问效率；本发明的另一目的是提供一种基于链表逆序读取的数据缓存装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于链表逆序读取的数据缓存方法，包括：

预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；

根据所述预读节点个数将所述链表划分为对应的表段；

当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中；

若否，则根据所述目标链表节点确定出对应的目标表段，并将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至所述缓存空间中。

优选地，所述当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中的过程，具体为：

预先设置与所述链表对应且包括所述链表中的各所述链表节点的标识信息的节点标识表；

其中，各所述标识信息表示各对应的链表节点的数据信息已缓存或未缓存；

当接收到所述数据访问请求时，根据所述节点标识表中与所述数据访问请求对应的所述目标链表节点的标识信息判断所述目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中。

优选地，所述当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中的过程，具体为：

当接收到所述数据访问请求时，获取所述访问请求中的所述目标链表节点的节点号；

判断所述节点号是否能被所述预读节点个数整除；

若是，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在所述缓存空间中；

若否，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在所述缓存空间中。

优选地，所述缓存空间具体为三级缓存空间，对应的，所述根据所述链表节点确定出对应的目标表段，并将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至所述缓存空间中具体为：

根据所述链表节点确定出对应的目标表段；

将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至第三级缓存空间中；

更新第一级缓存空间和第二级缓存空间。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于链表逆序读取的数据缓存装置，包括：

计算模块，用于预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；

划分模块，用于根据所述预读节点个数将所述链表划分为对应的表段；

判断模块，用于当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中；若否，则执行缓存模块；

所述缓存模块，用于根据所述目标链表节点确定出对应的目标表段，并将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至所述缓存空间中。

优选地，所述判断模块具体包括：

获取子模块，用于当接收到所述数据访问请求时，获取所述访问请求中的所述目标链表节点的节点号；

判断子模块，用于判断所述节点号是否能被所述预读节点个数整除；若是，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在所述缓存空间中；若否，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在所述缓存空间中。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种基于链表逆序读取的数据缓存设备，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上述任一种基于链表逆序读取的数据缓存方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明还提供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上述任一种基于链表逆序读取的数据缓存方法的步骤。

本发明提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存方法，通过预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；并根据预读节点个数将链表划分为对应的表段；当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中；若否，则根据目标链表节点确定出对应的目标表段，并将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中。本方法实现在链表逆序访问的过程中，预先将下次可能被访问的数据信息提前从内存缓存至缓存中，因此，当再次接收到数据访问请求时，可以直接从缓存空间获取与访问请求对应的数据信息，通过提高缓存命中率的方式提高数据访问的效率。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种基于链表逆序读取的数据缓存装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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基于链表逆序访问的数据缓存方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存方法的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存装置的结构图；

图4为本发明实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存设备的结构图。

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。

本发明实施例的核心是提供一种基于链表逆序读取的数据缓存方法，能够提高在链表逆序访问的过程中的数据访问效率；本发明的另一核心是提供一种基于链表逆序读取的数据缓存装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

为了使本领域技术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。

图1为本发明实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存方法的流程图。如图1所示，一种基于链表逆序访问的数据缓存方法包括：

S10：预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；

S20：根据预读节点个数将链表划分为对应的表段。

在实际操作中，各链表节点以数组的方式组织，即以链表的形式组织各链表节点；链表中的各链表节点分别与内存地址相对应，内存地址中存储有链表节点对应的数据信息。并且，连续的链表节点在内存地址的分配也是连续的。

一般的，同一类型的链表中的各链表节点的大小一致，不同类型的链表中的链表节点的大小可能是不同的。因此，在本实施例中，预先根据链表中链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数。可以理解的是，一般是利用缓存空间的大小除以链表节点的大小并向下取整数的方式得出预读节点个数。

在计算出预读节点个数之后，根据预读节点个数将链表划分为对应的表段，也就是说，将链表中的连续的预读节点个数的链表节点划分为一个表段，各表段中的链表节点不重复。

例如，在本实施例中，假设缓存空间的大小为32k，链表节点的大小为7k，那么计算出的预读节点个数为4个，也就是说，每次预读可以在缓存空间中存放4个链表节点对应的数据信息。假设链表中共有8个链表节点，即node1-node8，在划分表段时，将4个连续的链表节点划分为一个表段，则将node1-node4划分为一个表段，将node5-node8划分为一个表段。

S30：当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中；若否，则执行S40；

S40：根据目标链表节点确定出对应的目标表段，并将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中。

具体的，当接收到数据访问请求时，即存在需要访问的目标链表节点，因此判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中；若是，则表示该目标链表节点对应的数据信息已经缓存在缓存空间中，因此可以直接从缓存空间中获取与目标链表节点对应的数据信息；若否，则根据目标链表节点确定出对应的目标表段，然后将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中。

如图2所示的一种基于链表逆序访问的数据缓存方法的示意图，假设当前的数据访问请求对应的目标链表节点为noed8，判断出目标链表节点的数据信息未缓存在缓存空间中，因此，根据预先设置的各表段，确定出目标链表节点node8对应的表段为node5-node8，因此将node5-node8各链表节点对应的数据信息分别缓存至缓存空间中。

本实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存方法，通过预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；并根据预读节点个数将链表划分为对应的表段；当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中；若否，则根据目标链表节点确定出对应的目标表段，并将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中。本方法实现在链表逆序访问的过程中，预先将下次可能被访问的数据信息提前从内存缓存至缓存中，因此，当再次接收到数据访问请求时，可以直接从缓存空间获取与访问请求对应的数据信息，通过提高缓存命中率的方式提高数据访问的效率。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中的过程，具体为：

预先设置与链表对应且包括链表中的各链表节点的标识信息的节点标识表；

其中，各标识信息表示各对应的链表节点的数据信息已缓存或未缓存；

当接收到数据访问请求时，根据节点标识表中与数据访问请求对应的目标链表节点的标识信息判断目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中。

具体的，本实施例通过预先设置节点标识表，节点标识表中存储有链表中的各链表节点，并且为各链表节点设置有对应的标识信息，标识信息的状态表示各对应的链表节点的数据信息已缓存或未缓存在缓存空间中，并且可以是在每次执行将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中的操作之后，更新节点标识表中对应的链表节点的标识信息。

也就是说，本实施例通过动态维护一个与链表中的各链表节点的已缓存或未缓存状态对应的节点标识表，在每次进行数据缓存操作之后，则对应更新节点标识表中对应的链表节点的状态信息。

从而，当接收到数据访问请求时，便可以通过节点标识表中与数据访问请求对应的目标链表节点的标识信息，并根据该标识信息判断目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中。

可见，本实施例的方法，是节点标识表中的链表节点的标识信息能够表示各对应的链表节点的数据信息已缓存或未缓存，因此可以根据节点标识表直接快速地判断出目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中的过程，具体为：

当接收到数据访问请求时，获取访问请求中的目标链表节点的节点号；

判断节点号是否能被预读节点个数整除；

若是，则表示与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在缓存空间中；

若否，则表示与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在缓存空间中。

可以理解的是，链表中的各链表节点均有其对应的节点号，并且在缓存数据信息时是以表段为单位进行缓存的，表段的长度即预读节点个数。因此，在本实施例中，在接收到数据访问请求时，进一步获取访问请求中的目标链表节点的节点号；然后判断节点号是否能被预读节点个数整除，若是，则表示与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在缓存空间中；若否，则表示与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在缓存空间中。

例如，假设链表中共有8个链表节点noed1-noed8，预读节点个数为4，将链表划分为对应的两个表段node1-node4和node5-node8；假设当前的数据访问请求对应的目标链表节点为noed8，获取目标链表节点的节点号8，那么判断目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中，则可以通过判断节点号8是否能被预读节点个数4整除，能被整除，表示目标链表节点noed8的数据信息未缓存在缓存空间中；另外，若目标链表节点为noed7，由于7不能被4整除，则表示当目标链表节点为noed8时，就已经将同一表段中的noed5-noed8的数据信息进行了缓存操作，即目标链表节点noed7的数据信息已经缓存在缓存空间中。

可见，本实施例提供的方法，能够便捷准确地判断出与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中。

在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，缓存空间具体为三级缓存空间，对应的，根据链表节点确定出对应的目标表段，并将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中具体为：

根据链表节点确定出对应的目标表段；

将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至第三级缓存空间中；

更新第一级缓存空间和第二级缓存空间。

具体的，在实际操作中，一般使用三级缓存空间来进行缓存操作，三级缓存空间分别对应的存储空间大小逐级递增，如第一级缓存空间为32k，第二级缓存空间为256k，第三级缓存空间为25600k。并且，由于CPU对各级缓存空间的访问效率逐级递减，以CPU的晶振周期来衡量，具体为第一级缓存空间为4cycles(指令周期)，第二级缓存空间为12cycles，第三级缓存空间为44cycles，且内存为200cycles。

在本实施例中，在根据链表节点确定出对应的目标表段之后，首先将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至第三级缓存空间中，然后按照缓存空间的数据更新方法更新第一级缓存空间和第二级缓存空间。

本实施例通过多级缓存机制，能够进一步提升对缓存空间的利用率，提高存储设备的性能稳定性。

上文对于本发明提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该方法对应的基于链表逆序访问的数据缓存装置、设备及计算机可读存储介质，由于装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互照应，因此装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。

图3为本发明实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存装置的结构图，如图3所示，一种基于链表逆序访问的数据缓存装置包括：

计算模块31，用于预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；

划分模块32，用于根据预读节点个数将链表划分为对应的表段；

判断模块33，用于当接收到数据访问请求时，判断与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在缓存空间中；若否，则执行缓存模块；

缓存模块34，用于根据目标链表节点确定出对应的目标表段，并将目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至缓存空间中。

本发明实施例提供的基于链表逆序访问的数据缓存装置，具有上述基于链表逆序访问的数据缓存方法的有益效果。

作为优选的实施方式，判断模块具体包括：

获取子模块，用于当接收到数据访问请求时，获取访问请求中的目标链表节点的节点号；

判断子模块，用于判断节点号是否能被预读节点个数整除；若是，则表示与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在缓存空间中；若否，则表示与数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在缓存空间中。

图4为本发明实施例提供的一种基于链表逆序访问的数据缓存设备的结构图，如图4示，一种基于链表逆序访问的数据缓存设备包括：

存储器41，用于存储计算机程序；

处理器42，用于执行计算机程序时实现如上述基于链表逆序访问的数据缓存方法的步骤。

本发明实施例提供的基于链表逆序访问的数据缓存设备，具有上述基于链表逆序访问的数据缓存方法的有益效果。

为解决上述技术问题，本发明还提供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述基于链表逆序访问的数据缓存方法的步骤。

本发明实施例提供的计算机可读存储介质，具有上述基于链表逆序访问的数据缓存方法的有益效果。

以上对本发明所提供的基于链表逆序访问的数据缓存方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明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发明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。

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。

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。

Claims (8)

1.一种基于链表逆序访问的数据缓存方法，其特征在于，包括：

预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；

根据所述预读节点个数将所述链表划分为对应的表段；

当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中；

若否，则根据所述目标链表节点确定出对应的目标表段，并将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至所述缓存空间中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中的过程，具体为：

预先设置与所述链表对应且包括所述链表中的各所述链表节点的标识信息的节点标识表；

其中，各所述标识信息表示各对应的链表节点的数据信息已缓存或未缓存；

当接收到所述数据访问请求时，根据所述节点标识表中与所述数据访问请求对应的所述目标链表节点的标识信息判断所述目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中的过程，具体为：

当接收到所述数据访问请求时，获取所述访问请求中的所述目标链表节点的节点号；

判断所述节点号是否能被所述预读节点个数整除；

若是，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在所述缓存空间中；

若否，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在所述缓存空间中。

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述缓存空间具体为三级缓存空间，对应的，所述根据所述链表节点确定出对应的目标表段，并将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至所述缓存空间中具体为：

根据所述链表节点确定出对应的目标表段；

将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至第三级缓存空间中；

更新第一级缓存空间和第二级缓存空间。

5.一种基于链表逆序读取的数据缓存装置，其特征在于，包括：

计算模块，用于预先根据链表中的链表节点的大小和缓存空间的大小计算出预读节点个数；

划分模块，用于根据所述预读节点个数将所述链表划分为对应的表段；

判断模块，用于当接收到数据访问请求时，判断与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息是否缓存在所述缓存空间中；若否，则执行缓存模块；

所述缓存模块，用于根据所述目标链表节点确定出对应的目标表段，并将所述目标表段中的各链表节点的数据信息缓存至所述缓存空间中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述判断模块具体包括：

获取子模块，用于当接收到所述数据访问请求时，获取所述访问请求中的所述目标链表节点的节点号；

判断子模块，用于判断所述节点号是否能被所述预读节点个数整除；若是，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息没有缓存在所述缓存空间中；若否，则表示与所述数据访问请求对应的目标链表节点的数据信息已经缓存在所述缓存空间中。

7.一种基于链表逆序读取的数据缓存设备，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4任一项所述的基于链表逆序读取的数据缓存方法的步骤。

8.一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4任一项所述的基于链表逆序读取的数据缓存方法的步骤。

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