CN111949392A - 一种缓存任务队列调度方法、系统、终端及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种缓存任务队列调度方法、系统、终端及存储介质，包括：设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。本发明能够彻底解决缓存刷盘对数据落缓存造成的抑制作用，并且可以始终使用最大速率刷盘，不必维护复杂的下刷速率调节机制。
Description
技术领域
本发明涉及服务器技术领域，具体涉及一种缓存任务队列调度方法、系统、终端及存储介质。
背景技术
缓存内主要有2种任务：用户写请求落入缓存和缓存中存储的写数据落入后端盘。当前存储产品的缓存下刷策略为：水位(缓存使用占比)-漏桶算法。其核心步骤为：动态计算缓存各个分区的使用占比；将各个分区的使用占比作为输入条件给计算公式，根据使用占比决定各个分区的下刷速率上限；将各个分区的下刷速率上限输出给下刷模块(缓存数据落盘)，下刷模块根据该速率进行任务调度。
该算法的出现有明显的前置条件，早期存储产品有2个主要瓶颈：磁盘性能低，特别是机械盘，远远低于前端的fc光纤速率Cpu计算能力有限，将计算能力给缓存数据落盘，则会降低处理用户请求的能力，降低业务性能。将计算能力给前端请求，则会降低缓存数据落盘的能力，导致缓存写满。缓存满后，业务性能等于缓存落盘能力，最终还是会影响业务性能。
而随着存储技术的发展，行业发生变化，Iops、读写请求时延要求大幅提升；Cpu能力与核数大幅增加；缓存充分发挥多核性能缓存数据块从256k/512k提升到2M/4M/8M；SSD盘要求大块写。
当前的水位(缓存使用占比)-漏桶算法对于存储技术的行业变化，没有针对性的优化策略。尤其是在写SSD盘的数据块颗粒度大幅提升时，会引入Buffer Bloat问题(简单说：cpu要一次处理完2M～8M的缓存刷盘任务，在此时间段内无法处理用户的请求，导致用户请求时延增大，性能降低)，抑制系统处理用户请求的能力。
发明内容
针对现有技术的上述不足，本发明提供一种缓存任务队列调度方法、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任务队列调度方法，包括：
设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；
设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；
根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
进一步的，所述方法还包括：
设置前端任务队列组的优先级高于后端任务队列组的优先级，所述后端任务队列组包括刷盘队列；
设定所述刷盘队列为所述后端任务队列组中优先级最高的队列。
进一步的，所述方法还包括：
所述前端任务队列组包括用户写请求队列、用户读请求队列、写数据传输队列、缓存读取队列、写数据镜像队列和读数据传输队列；所述后端任务队列组包括刷盘队列、清缓存队列、资源释放队列；
设定用户请求队列和用户读请求队列为一级队列，设定写数据传输队列和缓存读取队列为二级队列；设定写数据镜像队列和读数据传输队列为三级队列；
设定刷盘队列为四级队列，设定清缓存队列为五级队列，设定资源释放队列为六级队列；
设定队列优先级由一级队列到六级队列由高到低依次递减。
进一步的，所述方法还包括：
设定各优先等级的任务数上限和各任务队列的执行时间上限；
若当前任务队列的已执行时间超过执行时间上限，则判断当前等级的已执行任务数量是否已达到任务数上限：
是，则执行低一级任务队列的任务，若无低一级任务队列则输出任务清空提示；
否，则执行当前等级的其他任务队列的任务。
第二方面，本发明提供一种缓存任务队列调度系统，包括：
等级设置单元，配置用于设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；
顺序设置单元，配置用于设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；
任务执行单元，配置用于根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
进一步的，所述系统还包括：
基础设置单元，配置用于设置前端任务队列组的优先级高于后端任务队列组的优先级，所述后端任务队列组包括刷盘队列；
组内设置单元，配置用于设定所述刷盘队列为所述后端任务队列组中优先级最高的队列。
进一步的，所述系统还包括：
组内限定单元，配置用于所述前端任务队列组包括用户写请求队列、用户读请求队列、写数据传输队列、缓存读取队列、写数据镜像队列和读数据传输队列；所述后端任务队列组包括刷盘队列、清缓存队列、资源释放队列；
前端设置单元，配置用于设定用户请求队列和用户读请求队列为一级队列，设定写数据传输队列和缓存读取队列为二级队列；设定写数据镜像队列和读数据传输队列为三级队列；
后端设置单元，配置用于设定刷盘队列为四级队列，设定清缓存队列为五级队列，设定资源释放队列为六级队列；
递减设置单元，配置用于设定队列优先级由一级队列到六级队列由高到低依次递减。
进一步的，所述系统还包括：
限制设定单元，配置用于设定各优先等级的任务数上限和各任务队列的执行时间上限；
执行判断单元，配置用于若当前任务队列的已执行时间超过执行时间上限，则判断当前等级的已执行任务数量是否已达到任务数上限：
降级执行单元，配置用于若当前队列的已执行时间超过执行时间上限且当前等级的已执行任务数量已达到任务数上限，则执行低一级任务队列的任务，若无低一级任务队列则输出任务清空提示；
同级执行单元，配置用于当前队列的已执行时间超过执行时间上限且当前等级的已执行任务数量未达到任务数上限，则执行当前等级的其他任务队列的任务。
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，
本发明提供的缓存任务队列调度方法、系统、终端及存储介质，通过设定任务队列的优先级，设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列，然后按照优先级对各任务队列的任务进行处理，从而彻底解决缓存刷盘对数据落缓存造成的抑制作用，并且可以始终使用最大速率刷盘，不必维护复杂的下刷速率调节机制。
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方法的任务调度的示意性流程图。
图3是本发明一个实施例的方法的缓存队列示例性架构图。
图4是本发明一个实施例的系统的示意性框图。
图5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。
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任务队列调度系统。
如图1所示，该方法100包括：
步骤110，设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；
步骤120，设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；
步骤130，根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
具体的，请参考图2，所述缓存任务队列调度方法包括：
S1、设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列。
首先，如图3所示，缓存中的前端任务队列包括用户写请求队列、用户读请求队列、写数据传输队列、缓存读取队列、写数据镜像队列和读数据传输队列，后端任务队列包括刷盘队列、清缓存队列和资源释放队列。
缓存中的任务队列的工作流程如下：
写任务流程为用户发送写请求，写请求进入用户请求队列，用户请求队列中的写请求完成资源申请后进入数据传输队列，数据传输队列中的任务完成数据传输后进入缓存镜像队列完成缓存副本。
读任务流程为用户发送读请求，读请求进入用户请求队列完成资源申请，用户请求队列中的任务读执行完后进入缓存读取队列从缓存或者磁盘读取数据，完成数据读取的读任务进入数据传输队列将数据传输给用户。
缓存刷盘流程为缓存刷盘模块下发刷盘请求，刷盘请求进入刷盘队列完成落盘(将缓存中的数据刷新至磁盘)，刷盘队列中的任务完成后进入清缓存队列将任务数据相应的缓存副本清除，然后任务进入资源释放队列释放刷盘任务的相应缓存资源。
设定用户请求队列和用户读请求队列为一级队列，设定写数据传输队列和缓存读取队列为二级队列；设定写数据镜像队列和读数据传输队列为三级队列；设定刷盘队列为四级队列，设定清缓存队列为五级队列，设定资源释放队列为六级队列。设定队列优先级由一级队列到六级队列由高到低依次递减。
S2、设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务。根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
首先设定各优先等级的任务数上限和各任务队列的执行时间上限，如一级队列的数量上限为100个任务，用户写请求队列的执行时间上限为1min。
缓存中的任务调度，按优先级和队列执行，首先执行一级队列的任务队列，然后，例如执行用户写请求队列中的任务，判断执行用户写请求队列中的任务的持续时间是否超过1min，若未超过则继续执行用户写请求队列中的任务；
若已经超过1min，则判定执行的一级队列的任务数量是否达到100个，若达到100个任务，则开始执行二级队列中的任务；若未达到100个任务则开始执行同为一级队列的用户读请求队列中的任务。
如图4所示，该系统400包括：
等级设置单元410，配置用于设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；
顺序设置单元420，配置用于设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；
任务执行单元430，配置用于根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：
基础设置单元，配置用于设置前端任务队列组的优先级高于后端任务队列组的优先级，所述后端任务队列组包括刷盘队列；
组内设置单元，配置用于设定所述刷盘队列为所述后端任务队列组中优先级最高的队列。
可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：
组内限定单元，配置用于所述前端任务队列组包括用户写请求队列、用户读请求队列、写数据传输队列、缓存读取队列、写数据镜像队列和读数据传输队列；所述后端任务队列组包括刷盘队列、清缓存队列、资源释放队列；
前端设置单元，配置用于设定用户请求队列和用户读请求队列为一级队列，设定写数据传输队列和缓存读取队列为二级队列；设定写数据镜像队列和读数据传输队列为三级队列；
后端设置单元，配置用于设定刷盘队列为四级队列，设定清缓存队列为五级队列，设定资源释放队列为六级队列；
递减设置单元，配置用于设定队列优先级由一级队列到六级队列由高到低依次递减。
可选地，作为本发明一个实施例，所述系统还包括：
限制设定单元，配置用于设定各优先等级的任务数上限和各任务队列的执行时间上限；
执行判断单元，配置用于若当前任务队列的已执行时间超过执行时间上限，则判断当前等级的已执行任务数量是否已达到任务数上限：
降级执行单元，配置用于若当前队列的已执行时间超过执行时间上限且当前等级的已执行任务数量已达到任务数上限，则执行低一级任务队列的任务，若无低一级任务队列则输出任务清空提示；
同级执行单元，配置用于当前队列的已执行时间超过执行时间上限且当前等级的已执行任务数量未达到任务数上限，则执行当前等级的其他任务队列的任务。
图5为本发明实施例提供的一种终端500的结构示意图，该终端500可以用于执行本发明实施例提供的缓存任务队列调度方法。
其中，该终端500可以包括：处理器510、存储器520及通信单元530。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520可以用于存储处理器510的执行指令，存储器520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520中的执行指令由处理器510执行时，使得终端500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510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520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510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530，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，本发明通过设定任务队列的优先级，设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列，然后按照优先级对各任务队列的任务进行处理，从而彻底解决缓存刷盘对数据落缓存造成的抑制作用，并且可以始终使用最大速率刷盘，不必维护复杂的下刷速率调节机制，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)
1.一种缓存任务队列调度方法，其特征在于，包括：
设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；
设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；
根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设置前端任务队列组的优先级高于后端任务队列组的优先级，所述后端任务队列组包括刷盘队列；
设定所述刷盘队列为所述后端任务队列组中优先级最高的队列。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述前端任务队列组包括用户写请求队列、用户读请求队列、写数据传输队列、缓存读取队列、写数据镜像队列和读数据传输队列；所述后端任务队列组包括刷盘队列、清缓存队列、资源释放队列；
设定用户请求队列和用户读请求队列为一级队列，设定写数据传输队列和缓存读取队列为二级队列；设定写数据镜像队列和读数据传输队列为三级队列；
设定刷盘队列为四级队列，设定清缓存队列为五级队列，设定资源释放队列为六级队列；
设定队列优先级由一级队列到六级队列由高到低依次递减。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
设定各优先等级的任务数上限和各任务队列的执行时间上限；
若当前任务队列的已执行时间超过执行时间上限，则判断当前等级的已执行任务数量是否已达到任务数上限：
是，则执行低一级任务队列的任务，若无低一级任务队列则输出任务清空提示；
否，则执行当前等级的其他任务队列的任务。
5.一种缓存任务队列调度系统，其特征在于，包括：
等级设置单元，配置用于设置前端任务队列组的优先级高于刷盘队列；
顺序设置单元，配置用于设定缓存任务的执行顺序为先执行优先级高的队列中的任务；
任务执行单元，配置用于根据任务所属队列类型并按照所述执行顺序执行缓存内的任务。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
基础设置单元，配置用于设置前端任务队列组的优先级高于后端任务队列组的优先级，所述后端任务队列组包括刷盘队列；
组内设置单元，配置用于设定所述刷盘队列为所述后端任务队列组中优先级最高的队列。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
组内限定单元，配置用于所述前端任务队列组包括用户写请求队列、用户读请求队列、写数据传输队列、缓存读取队列、写数据镜像队列和读数据传输队列；所述后端任务队列组包括刷盘队列、清缓存队列、资源释放队列；
前端设置单元，配置用于设定用户请求队列和用户读请求队列为一级队列，设定写数据传输队列和缓存读取队列为二级队列；设定写数据镜像队列和读数据传输队列为三级队列；
后端设置单元，配置用于设定刷盘队列为四级队列，设定清缓存队列为五级队列，设定资源释放队列为六级队列；
递减设置单元，配置用于设定队列优先级由一级队列到六级队列由高到低依次递减。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
限制设定单元，配置用于设定各优先等级的任务数上限和各任务队列的执行时间上限；
执行判断单元，配置用于若当前任务队列的已执行时间超过执行时间上限，则判断当前等级的已执行任务数量是否已达到任务数上限：
降级执行单元，配置用于若当前队列的已执行时间超过执行时间上限且当前等级的已执行任务数量已达到任务数上限，则执行低一级任务队列的任务，若无低一级任务队列则输出任务清空提示；
同级执行单元，配置用于当前队列的已执行时间超过执行时间上限且当前等级的已执行任务数量未达到任务数上限，则执行当前等级的其他任务队列的任务。
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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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112596865A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 航天信息股份有限公司企业服务分公司 | 基于工作流事务推送待办消息的系统 |
| CN112905121A (zh) * | 2021-02-20 | 2021-06-04 | 山东英信计算机技术有限公司 | 一种数据下刷方法和系统 |
| CN113342544A (zh) * | 2021-05-27 | 2021-09-03 | 北京奇艺世纪科技有限公司 | 数据存储架构的设计方法、消息传输方法及装置 |
| CN113986118A (zh) * | 2021-09-28 | 2022-01-28 | 新华三大数据技术有限公司 | 一种数据处理方法及装置 |
| CN114461139A (zh) * | 2021-12-29 | 2022-05-10 | 天津中科曙光存储科技有限公司 | 业务处理方法、装置、计算机设备和存储介质 |
| CN113986118B (zh) * | 2021-09-28 | 2024-06-07 | 新华三大数据技术有限公司 | 一种数据处理方法及装置 |
-
2020
- 2020-08-27 CN CN202010880327.8A patent/CN111949392A/zh not_active Withdrawn
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