CN111078134A - 调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法、设备及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法、设备和可读介质，方法包括：根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；将写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于当前正在处理的写IO请求的数量和对应关系判断当前垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；响应于垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及响应于垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。本发明提出的方案通过系统处理能力确定的垃圾回收并发和读写IO并发的对应关系，自动对垃圾回收并发进行调节。

Description

调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法、设备及介质
技术领域
本发明涉及存储领域，更具体地，特别是指一种调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法、设备及可读介质。
背景技术
在全闪存储阵列中，为充分发挥SSD盘的优点并减少SSD盘的写放大，阵列软件通常对主机写业务的处理是重定向写的方式，并需要垃圾回收来及时回收存储池的空间，主机写过的空间区域在垃圾回收机制将它回收掉之前，是不能被重新用来接收主机数据的。而垃圾回收属于后台的任务，如果任务并发过大，会影响阵列对主机业务的处理；如果并发过小，就会减小空间回收的速度。而且主机业务的多少也是不断变化的。所以如何调整垃圾回收的并发是比较重要的。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法、设备及介质，通过自动感知业务压力，对垃圾回收并发进行调节，从而达到既回收空间又尽量满足主机业务的需求的目的，有利于提高全闪阵列整体的性能和服务质量。
基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法，包括如下步骤：根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；将所述写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于所述当前正在处理的写IO请求的数量和所述对应关系判断当前所述垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；响应于所述当前垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及响应于所述当前垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。
在一些实施方式中，所述设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系包括：设置写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值。
在一些实施方式中，还包括：根据当前存储阵列处理数据的能力确定读IO请求的临界值。
在一些实施方式中，还包括：每隔预定时间查询当前正在处理的读IO请求的数量。
在一些实施方式中，还包括：响应于所述垃圾回收并发数量符合对应的区间，判断所述当前正在处理的读IO请求的数量是否超过所述临界值；以及响应于所述当前正在处理的读IO请求的数量超过所述临界值，将所述垃圾回收并发的数量减少预定比例。
本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；将所述写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于所述当前正在处理的写IO请求的数量和所述对应关系判断当前所述垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；响应于所述当前垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及响应于所述当前垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。
在一些实施方式中，所述设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系包括：设置写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值。
在一些实施方式中，步骤还包括：根据当前存储阵列处理数据的能力确定读IO请求的临界值。
在一些实施方式中，步骤还包括：每隔预定时间查询当前正在处理的读IO请求的数量。
本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
本发明具有以下有益技术效果：通过IO计数统计模块自动感知业务压力，以及根据系统处理能力确定的垃圾回收并发和读写IO并发的对应关系，自动对垃圾回收并发进行调节，从而达到既回收空间又尽量满足主机业务的需求的目的，有利于提高全闪阵列整体的性能和服务质量。
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实施例。
图1为本发明提供的调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的实施例的示意图；
图2为本发明提供的调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
S1、根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；
S2、将写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；
S3、每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于当前正在处理的写IO请求的数量和对应关系判断当前垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；
S4、响应于当前垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及
S5、响应于当前垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。
设置GC(Garbage Collection，垃圾回收)并发与读写IO并发的对应关系，例如，对应关系的原则可以是：写IO越多，GC并发越少；写IO越少，GC并发越多；读IO越多，GC回收并发越少，读IO越少，GC回收并发越多。
根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值。可以根据硬盘的总个数和总容量来确定写IO请求的最大值。在一些实施方式中，还包括：根据当前存储阵列处理数据的能力确定读IO请求的临界值。
将写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系。例如，当前写IO请求的最大值为10000，可以设置成5个相邻的区间，每个区间的大小为2000，第一个区间可以是0～2000，第二个区间可以是2001～4000，第三个区间可以是4001～6000，以此类推。当然，这种分法只是示例性的，在其他的实施例中，可以采用其他的方法来获取多个相邻区间。在写IO请求个数最少的区间，例如0～2000，可以设置GC并发的最大值，例如10000，因此，对应关系可以是GC的8000～10000对应于写IO请求的0～2000。
在一些实施方式中，所述设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系包括：设置写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值。在一些要求较为严格的情形下，需要控制写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值，例如定值可以是9000，当写IO请求的数量为5000时，需要垃圾回收并发数量为4000才满足要求。
每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于当前正在处理的写IO请求的数量判断垃圾回收并发数量是否符合对应的区间。设置IO计数统计模块，统计正在处理中的读写数据请求的个数，即在收到读写数据的请求时进行读IO计数或写IO计数的增加操作，在完成请求时，进行相应的减少操作。每隔预定时间，例如1秒，通过IO计数模块查询当前正在处理的读写数据请求个数，基于当前正在处理的写IO请求的数量判断垃圾回收并发数量是否符合对应的区间。例如，当前正在处理的写IO请求的数量为1000，基于上述对应关系，GC并发的数量应该是在8000～10000，如果当前的垃圾回收并发数量在这个范围内，则判断垃圾回收并发数量符合对应的区间，与此相反的，如果当前的垃圾回收并发数量不在这个范围，则判断垃圾回收并发数量不符合对应的区间。在一些实施方式中，还包括：每隔预定时间查询当前正在处理的读IO请求的数量。
响应于垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求。例如，查询的写IO请求的数量为6001～8000，基于对应关系，垃圾回收并发数量应该为2000～3999，如果垃圾回收并发数量大于区间的最大值，也即是垃圾回收并发数量大于3999，那么可以延时下发新的垃圾回收请求，等到垃圾回收请求落入正常值再下发新的写IO请求。
响应于垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。继续上例，如果垃圾回收并发数量小于区间的最小值，也即是垃圾回收并发数量小于2000，可以下发新的垃圾回收请求。
在一些实施方式中，还包括：响应于所述垃圾回收并发数量符合对应的区间，判断所述当前正在处理的读IO请求的数量是否超过所述临界值；以及响应于所述当前正在处理的读IO请求的数量超过所述临界值，将所述垃圾回收并发的数量减少一半。继续上例，如果当前正在处理的读IO请求的数量超过所述临界值，将所述垃圾回收并发的数量减少预定比例，例如一半，垃圾回收并发数量原本应该为2000～3999，减少一半之后垃圾回收并发的数量为1000～2000，由于3999的一半不是整数，因此无论采用进一法还是四舍五入都可以。
本发明实施例提出了一种面向全闪存储阵列的自动调节垃圾回收并发数量的方法，通过IO计数统计模块自动感知业务压力，以及根据系统处理能力确定的垃圾回收并发和读写IO并发的对应关系，自动对垃圾回收并发进行调节，从而达到既回收空间又尽量满足主机业务的需求的目的，有利于提高全闪阵列整体的性能和服务质量。
图2示出的是本发明提供的调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的实施例的流程图。如图2所示，从框101开始，接着前进到框102，根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；接着前进到框103，将写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；接着前进到框104，每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量；接着前进到框105，判断垃圾回收并发数量是否符合对应的区间，如果是，直接结束，如果否，前进到框106，下发新的垃圾回收请求或延时下发新的垃圾回收请求，然后前进到框107结束。
需要特别指出的是，上述调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：S1、根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；S2、将写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；S3、每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于当前正在处理的写IO请求的数量和对应关系判断当前垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；S4、响应于当前垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及S5、响应于当前垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。
在一些实施方式中，所述设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系包括：设置写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值。
在一些实施方式中，还包括：根据当前存储阵列处理数据的能力确定读IO请求的临界值。
在一些实施方式中，还包括：每隔预定时间查询当前正在处理的读IO请求的数量。
在一些实施方式中，还包括：响应于所述垃圾回收并发数量符合对应的区间，判断所述当前正在处理的读IO请求的数量是否超过所述临界值；以及响应于所述当前正在处理的读IO请求的数量超过所述临界值，将所述垃圾回收并发的数量减少一半。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序。
最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(ROM)或随机存储记忆体(RAM)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
此外，根据本发明实施例公开的方法还可以被实现为由处理器执行的计算机程序，该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。在该计算机程序被处理器执行时，执行本发明实施例公开的方法中限定的上述功能。
此外，上述方法步骤以及系统单元也可以利用控制器以及用于存储使得控制器实现上述步骤或单元功能的计算机程序的计算机可读存储介质实现。
此外，应该明白的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦写可编程ROM(EEPROM)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(RAM)，该RAM可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，RAM可以以多种形式获得，比如同步RAM(DRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDRSDRAM)、增强SDRAM(ESDRAM)、同步链路DRAM(SLDRAM)、以及直接Rambus RAM(DRRAM)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP和/或任何其它这种配置。
结合这里的公开所描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件中、由处理器执行的软件模块中或这两者的组合中。软件模块可以驻留在RAM存储器、快闪存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM、或本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被耦合到处理器，使得处理器能够从该存储介质中读取信息或向该存储介质写入信息。在一个替换方案中，存储介质可以与处理器集成在一起。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在一个替换方案中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
在一个或多个示例性设计中，功能可以在硬件、软件、固件或其任意组合中实现。如果在软件中实现，则可以将功能作为一个或多个指令或代码存储在计算机可读介质上或通过计算机可读介质来传送。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，该通信介质包括有助于将计算机程序从一个位置传送到另一个位置的任何介质。存储介质可以是能够被通用或专用计算机访问的任何可用介质。作为例子而非限制性的，该计算机可读介质可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储设备、磁盘存储设备或其它磁性存储设备，或者是可以用于携带或存储形式为指令或数据结构的所需程序代码并且能够被通用或专用计算机或者通用或专用处理器访问的任何其它介质。此外，任何连接都可以适当地称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴线缆、光纤线缆、双绞线、数字用户线路(DSL)或诸如红外线、无线电和微波的无线技术来从网站、服务器或其它远程源发送软件，则上述同轴线缆、光纤线缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电和微波的无线技术均包括在介质的定义。如这里所使用的，磁盘和光盘包括压缩盘(CD)、激光盘、光盘、数字多功能盘(DVD)、软盘、蓝光盘，其中磁盘通常磁性地再现数据，而光盘利用激光光学地再现数据。上述内容的组合也应当包括在计算机可读介质的范围内。
以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种调整存储阵列中垃圾回收并发数量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；
将所述写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；
每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于所述当前正在处理的写IO请求的数量和所述对应关系判断当前所述垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；
响应于所述当前垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及
响应于所述当前垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系包括：
设置写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
根据当前存储阵列处理数据的能力确定读IO请求的临界值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
每隔预定时间查询当前正在处理的读IO请求的数量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：
响应于所述垃圾回收并发数量符合对应的区间，判断所述当前正在处理的读IO请求的数量是否超过所述临界值；以及
响应于所述当前正在处理的读IO请求的数量超过所述临界值，将所述垃圾回收并发的数量减少预定比例。
6.一种计算机设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现以下步骤：
根据当前存储阵列处理数据的能力确定写IO请求的最大值；
将所述写IO请求的数量从零到最大值分为多个相邻区间，并设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系；
每隔预定时间查询当前正在处理的写IO请求的数量，基于所述当前正在处理的写IO请求的数量和所述对应关系判断当前所述垃圾回收并发数量是否符合对应的区间；
响应于所述当前垃圾回收并发数量大于对应的区间的最大值，延时下发新的垃圾回收请求；以及
响应于所述当前垃圾回收并发数量小于对应的区间的最小值，下发新的垃圾回收请求。
7.根据权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，所述设置每一个区间与垃圾回收并发数量的区间的对应关系包括：
设置写IO请求的数量和垃圾回收并发数量的和为定值。
8.根据权利要求6所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
根据当前存储阵列处理数据的能力确定读IO请求的临界值。
9.根据权利要求8所述的计算机设备，其特征在于，步骤还包括：
每隔预定时间查询当前正在处理的读IO请求的数量。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-5任意一项所述方法的步骤。
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