CN111352586B - 一种加速文件读写的目录聚合方法、装置、设备和介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加速文件读写的目录聚合方法，包括：将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；响应于进行数据读写操作，通过元数据进行查询，元数据通过目录链表map指向源目录，并通过映射关系查询指定的文件数据。本发明还公开了一种装置、设备和介质。本发明提供的一种加速文件读写的目录聚合方法、装置、设备和介质可以解决分布式存储海量文件读写访问慢问题。

Description

一种加速文件读写的目录聚合方法、装置、设备和介质

技术领域

本发明涉及存储技术领域，更具体地，特别是指一种加速文件读写的目录聚合方法、装置、设备和介质。

背景技术

浪潮AS13000海量分布式存储由多个节点构成，系统中每一个节点都具有计算和存储能力。每个节点都是可机架安装的企业应用装置，系统以对象为数据存储的基础单位，采用全对称、去中心化分布式架构，提供全局统一命名空间，通过共享服务将存储目录分配给前端业务使用存储空间。

而在很多场景应用下，客户通常将集群的共享目录下分散多层子目录以利于管理。所以共享目录下子目录文件个数在累计下可达到数十亿乃至数百亿个，如此多的文件个数通过目录索引进行访问，访问或者读写数据都需要经过文件系统的访问查询，文件量越多，目录层级越深，访问延迟越高，因此很多存储场景下，存储容量达到一定量级后数据交互性越来越差，这也是一直以来的高水位存储读写较慢所被诟病的原因。

传统分布式存储系统的文件访问通过本地系统文件映射关系查询其路径，再根据路径查询到该文件并读写访问。如果在海量文件和多级深度目录场景下，该种方法任何一次文件访问都将重复io查询操作，导致数据读写缓慢。特此提出一种目录聚合方案，来提升海量文件读写访问速度。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种目录聚合方案，将目录下的文件，元数据聚合，同时多个同级目录下进行聚合，类似目录链路表。原先的元数据和数据映射，路径查询，数据读写操作等操作简化，直接通过元数据查询，获得文件信息，避免分布式文件系统每次io的路径查询，降低数据访问的时延，提升海量文件读写访问速度。

基于上述目的，本发明一方面提供了一种加速文件读写的目录聚合方法，该方法包括：将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；响应于进行数据读写操作，通过元数据进行查询，元数据通过目录链表map指向源目录，并通过映射关系查询指定的文件数据。

在本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式中，方法还包括：通过目录链表map将数据新增到目录中来实现数据新增；通过目录链表map将待修改数据删除并将修改后数据替换到目录中来实现数据修改。

在本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式中，将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中还包括：将目录链路map作为源文件映射到内存中。

在本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式中，将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系还包括：通过目录内的文件数据和元数据聚合，使相应的元数据的数据寻址可直接访问至文件数据的数据文件中。

在本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式中，将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系还包括：使目录中的文件数据和元数据通过聚合作为目录链路map最底层提供访问路径。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种加速文件读写的目录聚合装置，该装置包括：聚合模块，聚合模块配置为将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；映射模块，映射模块配置为将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；查询模块，查询模块配置为响应于进行数据读写操作，通过元数据进行查询，元数据通过目录链表map指向源目录，并通过映射关系查询指定的文件数据。

在本发明的加速文件读写的目录聚合装置的一些实施方式中，装置还包括：修改模块，数据修改模块配置为：通过目录链表map将数据新增到目录中来实现数据新增；通过目录链表map将待修改数据删除并将修改后数据替换到目录中来实现数据修改。

在本发明的加速文件读写的目录聚合装置的一些实施方式中，映射模块还配置为：使目录中的文件数据和元数据通过聚合作为目录链路map最底层提供访问路径。

本发明实施例的另一方面，还提供了一种计算机设备，该计算机设备包括：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程序，处理器执行程序时执行前述的加速文件读写的目录聚合方法。

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计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时执行前述的加速文件读写的目录聚合方法。

本发明至少具有以下有益技术效果：路径查询，数据读写操作等操作简化，并且避免分布式文件系统每次io的路径查询，降低数据访问的时延，提升了海量文件读写访问速度。

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示出了根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的示意性框图；

图2示出了根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的将同级目录重新定义为聚合链路格式的示意图；

图3示出了根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的文件寻址方式示意图；

图4示出了根据本发明的加速文件读写的目录聚合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”和“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，提出了一种加速文件读写的目录聚合方法的实施例。图1示出的是根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的示意图。如图1所示的实施例中，该方法至少包括如下步骤：

S100、将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；

S200、将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；

S300、响应于进行数据读写操作，通过元数据进行查询，元数据通过目录链表map指向源目录，并通过映射关系查询指定的文件数据。

在本发明的一些实施例中，图4示出的是根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的流程图，如图4所示，具体方案如下：分布式共享目录下同级子目录聚合，以链表形式保存于map(即目录链表map，以下简写为map)中；分布式文件系统下的元数据通常保存在高性能介质中，通过元数据可迅速定位数据位置，并进行数据访问。数据读写操作通过元数据查询，通过目录链表map指向源目录；默认分布式文件系统同级目录间相互无影响，该方案提出一种聚合，通过将同级目录以聚合链路格式重新定义，图2示出的是根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的将同级目录重新定义为聚合链路格式的示意图。如图2所示，其中，dir是操作系统用来查看磁盘中文件的命令，其是direction(定向)的缩写，用于指定目录的位置。目录下的数据和元数据进行聚合(即，图2中所示将dir与Map聚合，例如，将dir1和元数据进行聚合为Map1.dir1等)，数据读写访问直接通过映射关系到指定数据。由于元数据和数据聚合，元数据查询后直接即可访问到数据文件，无需再次执行io访问操作，降低io损耗和延时。该方案在分布式存储海量文件数据中将数据化整为零，目录链路格式下只需考虑map最底层的目录，一般最底层目录下文件量在十万级，所以我们访问读写海量文件时，通过内存映射的目录链路map元数据将文件下的map路径查询出来，再处理底层目录文件，数十万级的查询访问远比亿级海量查询快。此种方案可解决分布式存储海量文件读写访问慢问题。

根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式，方法还包括：

通过目录链表map将数据新增到目录中来实现数据新增；通过目录链表map将待修改数据删除并将修改后数据替换到目录中来实现数据修改。

在本发明的一些实施例中，数据新增和修改通过目录链表map将数据新增到目录中。

根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式，将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中还包括：

将目录链路map作为源文件映射到内存中。

在本发明的一些实施例中，将分布式文件系统内目录通过链表格式进行重新定义排序，并写入目录链路map中，目录链路map作为源文件映射到内存中，降低资源消耗和操作延时。

根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式，将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系还包括：

通过目录内的文件数据和元数据聚合，使相应的元数据的数据寻址可直接访问至文件数据的数据文件中。

在本发明的一些实施例中，当数据访问处理时以链路形式访问目录map，由于链路查询几乎远比文件系统下目录查询迅速，所以在多层深度目录下文件查询目录层级较为高效。图3示出的是根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的实施例的文件寻址方式示意图如图3所示，对应数据文件由于目录链表map，文件寻址方式也由目录层级查询(如图3所示的通过dir1/dir11/dir111/file1查询file1)变为定点定位(如图3所示的通过Map1.dir1.Map2.dir11.Map3.dir111/file1查询file1)。

根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法的一些实施方式，将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系还包括：

使目录中的文件数据和元数据通过聚合作为目录链路map最底层提供访问路径。

在本发明的一些实施例中，目录中文件数据和元数据通过聚合作为目录链路map最底层提供访问路径，由链路map的直接定向直接快速访问数据。

本发明实施例的另一方面，提出了一种加速文件读写的目录聚合装置的实施例。该装置包括：

聚合模块，聚合模块配置为将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；

映射模块，映射模块配置为将目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；

查询模块，查询模块配置为响应于进行数据读写操作，通过元数据进行查询，元数据通过目录链表map指向源目录，并通过映射关系查询指定的文件数据。

根据本发明的加速文件读写的目录聚合装置的一些实施方式，装置还包括：

修改模块，数据修改模块配置为：通过目录链表map将数据新增到目录中来实现数据新增；通过目录链表map将待修改数据删除并将修改后数据替换到目录中来实现数据修改。

根据本发明的加速文件读写的目录聚合装置的一些实施方式，映射模块还配置为：

使目录中的文件数据和元数据通过聚合作为目录链路map最底层提供访问路径。

基于上述目的，本发明实施例的另一方面，还提出了一种计算机设备，该计算机设备包括：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程序，处理器执行程序时执行前述的加速文件读写的目录聚合方法。

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计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器执行时执行前述的加速文件读写的目录聚合方法。

同样地，本领域技术人员应当理解，以上针对根据本发明的加速文件读写的目录聚合方法阐述的所有实施方式、特征和优势同样地适用于根据本发明的装置、计算机设备和介质。为了本公开的简洁起见，在此不再重复阐述。

需要特别指出的是，上述加速文件读写的目录聚合方法、装置、设备和介质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加速文件读写的目录聚合方法、装置、设备和介质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。

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，加速文件读写的目录聚合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)

1.一种加速文件读写的目录聚合方法，其特征在于，所述方法包括：

将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；

将所述目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；

响应于进行数据读写操作，通过所述元数据进行查询，所述元数据通过所述目录链表map指向源目录，并通过所述映射关系查询指定的所述文件数据。

2.根据权利要求1所述的加速文件读写的目录聚合方法，其特征在于，所述方法还包括：

通过所述目录链表map将数据新增到所述目录中来实现数据新增；

通过所述目录链表map将待修改数据删除并将修改后数据替换到所述目录中来实现数据修改。

3.根据权利要求1所述的加速文件读写的目录聚合方法，其特征在于，所述将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中还包括：

将所述目录链路map作为源文件映射到内存中。

4.根据权利要求1所述的加速文件读写的目录聚合方法，其特征在于，所述将所述目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系还包括：

通过所述目录内的所述文件数据和所述元数据聚合，使相应的所述元数据的数据寻址可直接访问至所述文件数据的数据文件中。

5.根据权利要求1所述的加速文件读写的目录聚合方法，其特征在于，所述将所述目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系还包括：

使所述目录中的所述文件数据和所述元数据通过聚合作为所述目录链路map最底层提供访问路径。

6.一种加速文件读写的目录聚合装置，其特征在于，所述装置包括：

聚合模块，所述聚合模块配置为将分布式文件系统内目录下的同级子目录聚合，并以目录链表的形式保存于目录链表map中；

映射模块，所述映射模块配置为将所述目录下的文件数据与元数据聚合并相互建立映射关系；

查询模块，所述查询模块配置为响应于进行数据读写操作，通过所述元数据进行查询，所述元数据通过所述目录链表map指向源目录，并通过所述映射关系查询指定的所述文件数据。

7.根据权利要求6所述的加速文件读写的目录聚合装置，其特征在于，所述装置还包括：

修改模块，所述修改模块配置为：通过所述目录链表map将数据新增到所述目录中来实现数据新增；通过所述目录链表map将待修改数据删除并将修改后数据替换到所述目录中来实现数据修改。

8.根据权利要求6所述的加速文件读写的目录聚合装置，其特征在于，所述映射模块还配置为：

使所述目录中的所述文件数据和所述元数据通过聚合作为所述目录链路map最底层提供访问路径。

9.一种计算机设备，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程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时执行如权利要求1-5任意一项所述的方法。

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执行权利要求1-5任意一项所述的方法。

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