CN112181790B - 一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件 - Google Patents

一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件，由于修复对象是以“B+树”的形式存在存储设备中，故本发明通过获得修复对象在存储设备中占用的结构树集。然后对结构树集中的每棵结构树进行整树校验，去除掉整树校验没有通过的结构树，得到在结构树集中整树校验通过的各结构树，以进行容量统计。具体的，确定整树校验通过的各结构树各自的占用量。由于修复对象是以树形式存储，因此可基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定修复对象在存储设备中的实际使用容量，该实际使用容量是根据修复对象实际存储的占用量统计的，因此准确率较高，从而提高程序的可靠性。

Description

一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件
技术领域
本申请涉及存储技术领域，尤其涉及一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件。
背景技术
随着计算机设备的发展，计算机的存储也在相应改进。目前的计算机为了方便数据读取，一般会在下载数据后以“缓存”的形式暂存在设备中。
但是，设备在发生多重故障时，会因为缓存中的数据没有及时落盘而导致该部分数据的直接丢失，并且设备在发生多种故障后，即便系统重启，池和卷的实际使用容量会显示为0。
可见，目前面临的问题是：设备故障后无法准确统计池和卷的实际使用容量，使得程序在运行时多有不便。
发明内容
本发明提供了一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件，以解决或者部分解决设备故障后无法准确统计池和卷的实际使用容量的技术问题，可统计出准确的池和卷的实际使用容量，从而提高程序的可靠性。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种存储设备的容量统计方法，所述方法包括：
获得修复对象在所述存储设备中占用的结构树集；
对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验，得到在所述结构树集中整树校验通过的各结构树；
确定整树校验通过的各结构树各自的占用量；
基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量。
优选的，所述结构树集包括：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集；
所述修复对象在所述存储设备的实际使用容量包括：所述修复对象在容量池中的实际使用容量和所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量；
其中，所述LP树集用于统计所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量，所述PL树集用于统计所述修复对象在容量池中的实际使用容量。
优选的，若结构树集为LP树集，
所述获得修复对象在所述存储设备中占用的结构树集，包括：
以卷为单位，获得修复对象在每卷中的所占用的LP树集；
所述基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量，包括：
在每卷中，将整树校验通过的各LP树各自的占用量求和，获得所述修复对象在每卷中的实际使用容量；
将所述修复对象在每卷中的实际使用容量求和，得到所述修复对象在所有卷的实际总使用容量。
优选的，若结构树集为PL树集，
所述基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量，包括：
基于整树校验通过的各PL树各自的占用量，确定所述修复对象在容量池中的实际使用容量。
优选的，所述对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验，具体包括：
依次对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验；
若校验失败，则对所述结构树集中的下一棵结构树进行整树校验。
优选的，所述确定整树校验通过的各结构树各自的占用量，包括：
在所述结构树集中，对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到所述整树校验通过的各结构树各自的占用量。
优选的，所述对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到所述整树校验通过的各结构树各自的占用量，包括：
针对整树校验通过的任一棵结构树，统计该棵结构树中所有叶子节点中存储的键值对数量；
通过所述所有叶子节点中存储的键值对和每个键值对所占字节长度，得到该棵结构树的占用量。
本发明公开了一种存储设备的容量统计系统，包括：
获得模块，用于获得修复对象在所述存储设备中占用的结构树集；
整树校验模块，用于对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验，得到在所述结构树集中整树校验通过的各结构树；
第一确定模块，用于确定整树校验通过的各结构树各自的占用量；
第二确定模块，用于基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量。
优选的，所述结构树集包括：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集；
所述修复对象在所述存储设备的实际使用容量包括：所述修复对象在容量池中的实际使用容量和所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量；
其中，所述LP树集用于统计所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量，所述PL树集用于统计所述修复对象在容量池中的实际使用容量。
优选的，若结构树集为LP树集，所述获得模块，具体用于以卷为单位，获得修复对象在每卷中的所占用的LP树集；
所述第二确定模块，具体用于在每卷中，将整树校验通过的各LP树各自的占用量求和，获得所述修复对象在每卷中的实际使用容量；将所述修复对象在每卷中的实际使用容量求和，得到所述修复对象在所有卷的实际总使用容量。
若结构树集为PL树集，所述第二确定模块，具体用于基于整树校验通过的各PL树各自的占用量，确定所述修复对象在容量池中的实际使用容量。
优选的，所述整树校验模块，具体用于：依次对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验；若校验失败，则对所述结构树集中的下一棵结构树进行整树校验。
优选的，第一确定模块，具体用于在所述结构树集中，对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到所述整树校验通过的各结构树各自的占用量。
优选的，第一确定模块，具体用于：
针对整树校验通过的任一棵结构树，统计该棵结构树中所有叶子节点中存储的键值对数量；
通过所述所有叶子节点中存储的键值对和每个键值对所占字节长度，得到该棵结构树的占用量。
本发明公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
本发明公开了一种存储设备的容量统计方法、系统及相关组件，由于修复对象是以“B+树”的形式存在存储设备中，故本发明通过获得修复对象在存储设备中占用的结构树集。然后对结构树集中的每棵结构树进行整树校验，去除掉整树校验没有通过的结构树，得到在结构树集中整树校验通过的各结构树，以进行容量统计。具体的，确定整树校验通过的各结构树各自的占用量。由于修复对象是以树形式存储，因此可基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定修复对象在存储设备中的实际使用容量，该实际使用容量是根据修复对象实际存储的占用量统计的，因此准确率较高，从而提高程序的可靠性。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明一个实施例的一种存储设备的容量统计方法的实施过程图；
图2示出了根据本发明一个实施例的一种存储设备的容量统计系统的示意图。
具体实施方式
为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。
B+树，是一种树数据结构，是一个n叉树，每个节点通常有多个子节点，一颗B+树包含根节点、内部节点和叶子节点。B+树通常用于数据库和操作系统的文件系统中。在B+树中，有k个子结点的结点必然有k个key-value键值对。B+树的中间节点仅具有索引作用，跟记录有关的信息均存放在叶子结点中。
kv对：key-value键值对。
LBA：Logical Block Address，逻辑区块地址。
PBA：Physics Block Address，物理区块地址。
LP：LBA到PBA的映射。
PL：PBA到LBA的映射。
在本发明实施例中的存储设备是按照“池”单位划分的(简称为容量池)，而容量池又划分为若干个卷，每个卷中以B+树的形式存储数据。容量池的存储容量并不等同于其中包含的若干卷的总存储容量。例如，容量池中有4个卷，4个卷的总存储容量为400G。由于容量池具有重删特性(多个LBA会对应一个PBA)，因此其可能只有200G的存储容量。故，容量池的存储容量和容量池中卷的总存储容量是不对等的，因此，本发明实施例会将容量池和卷分开处理。
在容量池中写入数据时，首先，根据用户所写的范围大小，产生一个逻辑地址LBA，标志用户写数据的位置，其存在容量池中的某个卷中。而容量池的物理区也会产生一个标志哪个数据块的物理地址PBA,这个PBA与LBA一一映射。也即，一个数据块有LBA和PBA且一一对应。而由于容量池具有重删特性，也会存在多个LBA对应一个PBA的情况。因此，本发明实施例存在两种类型的结构树集：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集，这两种树集都以B+树的形式存在，且都用来表征设备容量。故，为了准确的统计设备的容量，本发明会利用LP树集的数据占用量计算所有卷的实际使用容量，利用PL树集计算容量池的实际使用容量。
下面请参看图1，是本发明实施例公开的一种存储设备的容量统计方法的实施过程图，该方法包括以下步骤：
步骤101，获得修复对象在存储设备中占用的结构树集。
具体来说，修复对象在存储设备中占用的结构树集包含两种类型：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集，这两种树集都以B+树的形式存在。
而修复对象在存储设备的实际使用容量包括：修复对象在容量池中的实际使用容量和修复对象在所有卷中的实际总使用容量。其中，LP树集用于统计修复对象在所有卷中的实际总使用容量，PL树集用于统计修复对象在容量池中的实际使用容量。
故，本实施例会将两种不同类型的结构树集进行处理，具体请参看下述描述。
若结构树集为LP树集，由于LP树集是以卷为单位的形式存储的，因此在获得修复对象在存储设备中占用的结构树集的过程中，会以卷为单位，获得修复对象在每卷中的所占用的LP树集。
若结构树集为PL树集，则直接获得修复对象在容量池物理区所占用的PL树集。
步骤102，对结构树集中的每棵结构树进行整树校验，得到在结构树集中整树校验通过的各结构树。
修复对象在存储时按照“B+树”的形式存储，可能会存将树存满，也有可能剩余的数据存不满一棵树，而没有存满整棵树的数据对统计实际使用容量的意义不大，故而会对结构树集中的每棵结构树进行整树校验。
整树校验的含义，就是判断结构树集中的结构树是否已经存满整棵树的数据，若存满整棵树的数据就表示整树校验通过。若该结构树没有存满整棵树的数据，就表示整树校验没有通过。在本实施例中，会挑选出结构树集中整树校验通过的各结构树作为后续统计的基础。
而在整树校验的过程中，会依次对结构树集中的每棵结构树进行整树校验。若校验成功，则可进行下面的步骤。若校验失败，则对结构树集中的下一棵结构树进行整树校验。
值得注意的是，不管是LP树集还是PL树集都必须进行整数校验的步骤，以为准确统计卷或池的实际使用容量后续打好基础。
步骤103，确定整树校验通过的各结构树各自的占用量。
在具体的实施过程中，在结构树集中，对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到整树校验通过的各结构树各自的占用量。
进一步的，针对整树校验通过的任一棵结构树，都会进行下面的步骤:统计该棵结构树中所有叶子节点中存储的键值对,通过所有叶子节点中存储的键值对和每个键值对所占字节长度，得到该棵结构树的占用量。
具体来说，若每个键值对所占字节长度一致，则统计该棵结构树中所有叶子节点中存储的键值对得到所有叶子节点中存储的键值对数量，将所有叶子节点中存储的键值对数量和键值对所占字节长度求乘积，得到该棵结构树的占用量。若每个键值对对所占字节长度不同，则将所有键值对所占字节长度相加，得到该棵结构树的占用量。
举例来说，先统计该LP树的最左侧的一个叶子节点中的所有键值对数量，然后从左到右统计下一叶子节点中的键值对数量，直至该结构树的所有叶子的键值对全部统计完毕，所有统计的键值对数量*键值对所占字节长度即是该结构的占用量。
值得注意的是，不管是LP树集还是PL树集都必须统计每颗结构树的占用量。而由于容量池具有重删特性(多个LBA会对应一个PBA)，因此在统计PL树的某个叶子节点中的所有键值对数量时，只需统计该节点中的所有不重复的键值对数量，即实际统计的键值对数量应为所有键值对数量减掉重复键值对数量。
步骤104，基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定修复对象在存储设备中的实际使用容量。
具体来说，由于本实施例的结构树集分为LP树集和PL树集。而LP树集是以卷为单位，PL数据则不涉及。
故，若结构树集为LP树集，则在每卷中将整树校验通过的各LP树各自的占用量求和，获得修复对象在每卷中的实际使用容量。再将修复对象在每卷中的实际使用容量求和，得到修复对象在所有卷的实际总使用容量。
若结构树集为PL树集，则基于整树校验通过的各PL树各自的占用量，确定修复对象在容量池中的实际使用容量。
下面将结构树集分为LP树集和PL树集，分别进行举例说明。
在LP树集中，以卷为单位遍历。对于某个卷来说，首先依次遍历修复对象在该卷中占用的LP树并对其进行整树校验。
针对单棵LP树来说，如果该树校验通过，则直接对该树的所有叶子节点的键值对进行数据统计，如果该树校验失败，则继续遍历修复对象中的下一棵LP树，直到确定出所有整树校验通过的LP树为止。当然，也可以先确定出所有整树校验通过的LP树，再对所有LP树的叶子节点的键值对进行数据统计，两种方式都可以。
而对单棵LP树的叶子节点的键值对进行数据统计方法为：先统计该LP树的最左侧的一个叶子节点中的所有键值对数量，然后从左到右继续统计右侧下一叶子节点中的键值对数量，直至该LP树的所有叶子的键值对全部统计完毕，所有统计的键值对数量*每个键值对所占字节长度即是该LP树所占用的卷容量。
按照上述方法继续统计出修复对象在该卷中的其他LP树，直至把所有LP树统计完毕，所有LP树所占用容量的总和即为该卷的实际使用容量。
按照上述方法继续统计容量池中的其他卷的实际使用容量，直至把所有卷的实际使用容量统计完毕，将所有卷的实际使用容量相加，就得到修复对象在所有卷中的实际总使用容量。
在PL树集中，依次遍历修复对象中的PL树并对其进行整树校验。
针对单棵LP树来说，如果该树校验通过，则对该树的所有叶子节点的键值对进行数据统计，如果该树校验失败，则继续遍历修复对象中的下一棵PL树。当然，也可以先确定出所有整树校验通过的PL树，再对所有PL树的叶子节点的键值对进行数据统计，两种方式都可以。
对PL树的叶子节点的key进行数据统计方法为：先统计该PL树的最左侧的一个叶子节点中的所有key数量，然后从左到右继续统计右侧下一叶子节点中的key数量，直至该PL树的所有叶子的key全部统计完毕，所有统计的key数量*每个key所占字节长度即是该PL树的占用量；
而由于系统具有重删特性(多个LBA会对应一个PBA)，因此在统计PL树的某个叶子节点中的所有key数量时，只需统计该节点中的所有不重复的key数量，即实际统计的key数量应为所有key数量减掉重复key数量。
按照上述方法继续统计修复对象在容量池中的其他PL树，直至把所有PL树统计完毕，所有PL树所占用容量的总和即为修复对象在该容量池的实际使用容量。
通过上述方式统计出的池的实际使用容量和池中所有卷的实际总使用容量具有较高的准确率，从而提高程序的可靠性。
基于同一发明构思，下面的实施例介绍了一种存储设备的容量统计系统，参看图2，包括：
获得模块201，用于获得修复对象在存储设备中占用的结构树集；
整树校验模块202，用于对结构树集中的每棵结构树进行整树校验，得到在结构树集中整树校验通过的各结构树；
第一确定模块203，用于确定整树校验通过的各结构树各自的占用量；
第二确定模块204，用于基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定修复对象在存储设备中的实际使用容量。
优选的，结构树集包括：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集；
修复对象在存储设备的实际使用容量包括：修复对象在容量池中的实际使用容量和修复对象在所有卷中的实际总使用容量；
其中，LP树集用于统计修复对象在所有卷中的实际总使用容量，PL树集用于统计修复对象在容量池中的实际使用容量。
优选的，若结构树集为LP树集，获得模块201，具体用于以卷为单位，获得修复对象在每卷中的所占用的LP树集；
第二确定模块204，具体用于在每卷中，将整树校验通过的各LP树各自的占用量求和，获得修复对象在每卷中的实际使用容量；将修复对象在每卷中的实际使用容量求和，得到修复对象在所有卷的实际总使用容量。
若结构树集为PL树集，第二确定模块204，具体用于基于整树校验通过的各PL树各自的占用量，确定修复对象在容量池中的实际使用容量。
优选的，整树校验模块202，具体用于：依次对结构树集中的每棵结构树进行整树校验；若校验失败，则对结构树集中的下一棵结构树进行整树校验。
优选的，第一确定模块203，具体用于在结构树集中，对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到整树校验通过的各结构树各自的占用量。
优选的，第一确定模块203，具体用于：
针对整树校验通过的任一棵结构树，统计该棵结构树中所有叶子节点中存储的键值对数量；
通过所有叶子节点中存储的键值对和每个键值对所占字节长度，得到该棵结构树的占用量。
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明还提供了一种相关组件的实施例，具体的，本实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前文任一方法的步骤。
基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明还提供了一种相关组件的实施例，具体的，本实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前文任一方法的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种存储设备的容量统计方法，其特征在于，所述方法包括：
获得修复对象在所述存储设备中占用的结构树集；所述结构树集包括：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集；其中，所述LP树集用于统计所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量，所述PL树集用于统计所述修复对象在容量池中的实际使用容量；
对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验，得到在所述结构树集中整树校验通过的各结构树；
确定整树校验通过的各结构树各自的占用量；
基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量；所述修复对象在所述存储设备的实际使用容量包括：所述修复对象在容量池中的实际使用容量和所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若结构树集为LP树集，
所述获得修复对象在所述存储设备中占用的结构树集，包括：
以卷为单位，获得修复对象在每卷中的所占用的LP树集；
所述基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量，包括：
在每卷中，将整树校验通过的各LP树各自的占用量求和，获得所述修复对象在每卷中的实际使用容量；
将所述修复对象在每卷中的实际使用容量求和，得到所述修复对象在所有卷的实际总使用容量。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，若结构树集为PL树集，
所述基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量，包括：
基于整树校验通过的各PL树各自的占用量，确定所述修复对象在容量池中的实际使用容量。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验，具体包括：
依次对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验；
若校验失败，则对所述结构树集中的下一棵结构树进行整树校验。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定整树校验通过的各结构树各自的占用量，包括：
在所述结构树集中，对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到所述整树校验通过的各结构树各自的占用量。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对整树校验通过的各结构树各自的叶子节点的键值对进行数据统计，得到所述整树校验通过的各结构树各自的占用量，包括：
针对整树校验通过的任一棵结构树，统计该棵结构树中所有叶子节点中存储的键值对数量；
通过所述所有叶子节点中存储的键值对和每个键值对所占字节长度，得到该棵结构树的占用量。
7.一种存储设备的容量统计系统，其特征在于，包括：
获得模块，用于获得修复对象在所述存储设备中占用的结构树集；所述结构树集包括：表示逻辑区块地址到物理区块地址映射的LP树集，表示物理区块地址到逻辑区块地址映射的PL树集；其中，所述LP树集用于统计所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量，所述PL树集用于统计所述修复对象在容量池中的实际使用容量；
整树校验模块，用于对所述结构树集中的每棵结构树进行整树校验，得到在所述结构树集中整树校验通过的各结构树；
第一确定模块，用于确定整树校验通过的各结构树各自的占用量；
第二确定模块，用于基于整树校验通过的各结构树各自的占用量，确定所述修复对象在所述存储设备中的实际使用容量；所述修复对象在所述存储设备的实际使用容量包括：所述修复对象在容量池中的实际使用容量和所述修复对象在所有卷中的实际总使用容量。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6任一项所述方法的步骤。
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