CN112269687A - 一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法及装置 - Google Patents

一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法及装置。包括通过fuse client调用fuse接口与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever；通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fuse sever的集群通信同步所述更新配置文件。本发明的有益效果在于：本发明基于用户态文件系统实现了一种实时更新配置文件，无需重新启动服务来加载配置的方法，提升了系统的可用性。本发明可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。本发明在断电或主动关机、重启，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。

Description

一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法及装置
技术领域
本发明涉及线程调度技术领域，特别涉及一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法及装置。
背景技术
目前，存储系统会因为断电、关机或者重启导致系统内的内存数据难以恢复，而且在进行更新系统配置时，因为系统不同步，导致更新时候也不同步，存在系统的部分单元存在无法更新。而在现有技术中，FUSE(用户态文件系统)是一个实现在用户空间的文件系统框架，通过FUSE内核模块的支持，可以实现实时更新配置文件，但是使用者如何根据fuse提供的接口实现文件系统的配置文件更新，是需要探索的方向。
发明内容
本发明提供一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法及装置，用以解决系统不同步，导致更新时候也不同步，存在系统的部分单元存在无法更新，使用者不知道如何根据fuse提供的接口实现文件系统的配置文件更新的情况。
一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，包括：
通过fuse client调用fuse接口与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；
通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever；
通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fuse sever的集群通信同步所述更新配置文件。
作为本发明的一种实施例，优选的，所述方法还包括：
在确认所述更新配置文件合法后，将所述用户态文件系统的数据和所述更新配置文件存入内存块中。
作为本发明的一种实施例，优选的，所述方法还包括：
获取用户态文件系统的系统信息；
根据所述系统信息，确定需要调用的fuse接口；其中，
所述fuse接口至少包括gerattr、readdir、open、read、write、create、unlink、rename、chmod、truncate、mkdir、rmdir、utimens、init、chown、symlink、readlink；
在所述fuse接口确定后，通过fuse main注册用户态文件系统，并与所述用户态文件系统对接。
作为本发明的一种实施例，优选的，所述通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever，包括：
根据所述用户态文件系统，确定所述更新配置文件的消息属性；其中，
所述消息属性包括访问类型、文件路径、访问时间、文件内容的读写规则和文件内容；
所述更新配置文件的消息体长度采用固定字节长度；
根据所述消息属性，将所述更新配置文件发送至fuse sever。
作为本发明的一种实施例，优选的，所述方法还包括：
初始化所述fuse sever，并分配固定容量的内存块至所述fusesever；其中，
所述内存块的划分标准为模拟硬盘的固定分区标准；
当所述共享内存发送消息至fuse sever时，所述fuse sever通过预设的ufs cmdt判断所述消息对应的文件的操作类型，并确定文件内容；
判断所述文件内容是否存在固定格式，并在所述文件内容存在固定格式时，根据所述操作类型检查文件内容的合法性；
当所述文件内容合法时，根据所述操作类型，执行对应的文件操作，并将所述文件操作的结果返回至所述用户态文件系统。
作为本发明的一种实施例，优选的，所述方法还包括：
将所述内存块通过主进程已有的平台架构进行固定，构成存储集群，并以所述内存块为所述存储集群的存储节点；其中，
所述主进程为存储平台的的主运行程序；
所述主进程中内嵌fuse sever；
在所述存储节点之间建立数据链路，控制所述存储节点同步。
作为本发明的一种实施例，所述存储平台中设置有内存保护模式，所述fusesever启动时，所述内存保护模式同时启动；其中，
所述内存保护模式用户保护内存数据，具体保护步骤为：
判断所述存储平台接的内存保护模式是否被异常事件触发；其中，
所述异常事件至少包括断电、主动关机或重启；
当所述内存保护模式被异常事件触发时，所述存储平台控制的BBU电池主动将内存数据下刷至系统盘内，并等待所述存储平台重启；
在所述储存平台重启时，自动加载所述系统盘中的内存数据，并恢复所述储存平台在异常事件之前的平台运行状态；其中，
所述内存数据还实时刷新到后端硬盘中，在所述BBU电池主动将内存数据下刷至系统盘失败时，加载所述后端硬盘中内存数据。
一种基于用户态文件系统实时更新配置的装置，包括：
fuse_client模块：用于通过fuse client调用fuse接口与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；
共享内存模块：用于通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever；
fuse_server模块：用于通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fuse sever的集群通信同步所述更新配置文件。
一种电子设备，包括服务器以及与所述服务器通信连接的至少一个终端，所述终端包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的基于用户态文件系统实时更新配置方法的步骤。
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基于用户态文件系统实时更新配置方法的步骤。
本发明的有益效果在于：本发明基于用户态文件系统实现了一种实时更新配置文件，无需重新启动服务来加载配置的方法，提升了系统的可用性。本发明主进程之间会通过已有平台架构将固定大小的内存块，在集群各节点之间实现同步，保证各节点间数据一致，如果文件内容涉及某些配置的实现，就可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。本发明在生断电或主动关机、重启时，BBU电池模块会将内存数据下刷到系统盘中，再次启动是加载系统盘中的内存数据，恢复断电前的运行状态。另外，该部分数据作为重要数据，会实时刷新到后端硬盘中，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种基于用户态文件系统实时更新配置方法的方法流程图；
图2为本发明实施例中一种基于用户态文件系统实时更新配置装置的装置组成图；
图3为本发明实施例一种架构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1和附图3所示，一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，包括：
步骤100：通过fuse client(表示客户空间文件模块，系统功能接口调用核心)调用fuse接口(用户空间文件接口)与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；
步骤101：通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever(用户空间服务器，用户服务端服务器)；
步骤102：通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fusesever的集群通信同步所述更新配置文件。
本发明包括3个步骤，包本发明的第一步是fuse_client实现与用户态文件系统的对接，并通过共享内存将文件操作请求传送给fuse_server模块。第二步骤是共享内存作为一种进程间通信的方式，实现fuse_client模块和主进程子模块fuse_server的通信。第三步骤是fuse_server模块检查文件操作的合法性，数据落入内存块，通过集群通信模块，同步文件系统内容，并保证数据的安全性。
本发明的有益效果在于：本发明基于用户态文件系统实现了一种实时更新配置文件，无需重新启动服务来加载配置的方法，提升了系统的可用性。本发明主进程之间会通过已有平台架构将固定大小的内存块，在集群各节点之间实现同步，保证各节点间数据一致，如果文件内容涉及某些配置的实现，就可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。本发明在生断电或主动关机、重启时，BBU电池模块会将内存数据下刷到系统盘中，再次启动是加载系统盘中的内存数据，恢复断电前的运行状态。另外，该部分数据作为重要数据，会实时刷新到后端硬盘中，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。
作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：
在确认所述更新配置文件合法后，将所述用户态文件系统的数据和所述更新配置文件存入内存块中。
在数据存储进入内存块中后，集群通信模块便于同步文件系统中的内容，并保证数据安全。
作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：
获取用户态文件系统的系统信息；
根据所述系统信息，确定需要调用的fuse接口；其中，
所述fuse接口至少包括gerattr、readdir、open、read、write、create、unlink、rename、chmod、truncate、mkdir、rmdir、utimens、init、chown、symlink、readlink；均为接口函数，具有相对应的函数功能。
在所述fuse接口确定后，通过fuse main注册用户态文件系统，并与所述用户态文件系统对接。
在本发明中：fuse_client模块主要实现fuse的使用，调用fuse接口实现用户态文件系统的功能，需要实现的FUSE的接口包括如下，最后通过fuse_main(argc,argv,&ufs_oper,NULL),注册用户态文件系统。在本发明中的fuse接口如下所示：
struct fuse_operations ufs_oper{
.getattr＝ufs_getattr,
.readdir＝ufs_readdir,
.open＝ufs_open,
.read＝ufs_read,
.write＝ufs_write,
.create＝ufs_create,
.unlink＝ufs_unlink,
.rename＝ufs_rename,
.chmod＝ufs_chmod,
.truncate＝ufs_truncate,
.mkdir＝ufs_mkdir,
.rmdir＝ufs_rmdir,
.utimens＝ufs_utimens,
.init＝ufs_init,
.chown＝ufs_chown,
.symlink＝ufs_symlink
.readlink＝ufs_readlink
如上述内容所示，本发明通过多种fuse接口实现与用户态文件系统对接，而且本发明中，可以调用不同的fuse接口对接用户态文件系统不同的配置文件信息。
作为本发明的一种实施例，所述通过共享内存将所述更新配置文件发送至fusesever，包括：
根据所述用户态文件系统，确定所述更新配置文件的消息属性；其中，
所述消息属性包括访问类型、文件路径、访问时间、文件内容的读写规则和文件内容；
所述更新配置文件的消息体长度采用固定字节长度；
根据所述消息属性，将所述更新配置文件发送至fuse sever。
在本发明的一个实施例中：fuse_operations(抽象的接口，用户空间操作模块)会定义的相关接口，需要通过共享内存模块将消息发送给fuse_server，由fuse_server实现真正意义的文件操作。
共享内存模块主要实现fuse_client和fuse_server之间的通信，通信的消息体需要明确文件系统访问的类型、文件路径、访问时间、针对文件读写的文件内容等，同时消息体长度采用固定字节2048byte。消息体内容定义如下：
Figure BDA0002749956680000091
文件操作的类型可用枚举类表示，如下：
Figure BDA0002749956680000092
文件操作类型对应的消息内容，用联合结构体表示，如下：
Figure BDA0002749956680000101
以写文件为例，ufs_buf_read_t结构体的定义如下：
Figure BDA0002749956680000102
作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：
初始化所述fuse sever，并分配固定容量的内存块至所述fusesever；其中，
所述内存块的划分标准为模拟硬盘的固定分区标准；
当所述共享内存发送消息至fuse sever时，所述fuse sever通过预设的ufs cmdt(UFS命令队列，UFS表示UNIX文件系统，用于闪存)判断所述消息对应的文件的操作类型，并确定文件内容；
判断所述文件内容是否存在固定格式，并在所述文件内容存在固定格式时，根据所述操作类型检查文件内容的合法性；
当所述文件内容合法时，根据所述操作类型，执行对应的文件操作，并将所述文件操作的结果返回至所述用户态文件系统。
在本发明中：fuse_server模块在初始化时，分配固定大小的内存块，模拟硬盘的固定分区大小。通过共享内存，接收从fuse_client发送过来的消息，通过ufs_cmd_t判断文件操作类型。如果文件内容有固定格式，会针对写操作检查数据合法性。完成对应文件操作之后，返回文件操作的内容或结果。
作为本发明的一种实施例，所述方法还包括：
将所述内存块通过主进程已有的平台架构进行固定，构成存储集群，并以所述内存块为所述存储集群的存储节点；其中，
所述主进程为存储平台的的主运行程序；
所述主进程中内嵌fuse sever；
在所述存储节点之间建立数据链路，控制所述存储节点同步。
在本发明中：fuse_server模块内嵌在存储平台的主进程中，主进程之间会通过已有平台架构将固定大小的内存块，在集群各节点之间实现同步，保证各节点间数据一致，如果文件内容涉及某些配置的实现，就可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。
作为本发明的一种实施例，所述存储平台中设置有内存保护模式，所述fusesever启动时，所述内存保护模式同时启动；其中，
所述内存保护模式用户保护内存数据，具体保护步骤为：
判断所述存储平台接的内存保护模式是否被异常事件触发；其中，
所述异常事件至少包括断电、主动关机或重启；
当所述内存保护模式被异常事件触发时，所述存储平台控制的BBU电池主动将内存数据下刷至系统盘内，并等待所述存储平台重启；
在所述储存平台重启时，自动加载所述系统盘中的内存数据，并恢复所述储存平台在异常事件之前的平台运行状态；其中，
所述内存数据还实时刷新到后端硬盘中，在所述BBU电池主动将内存数据下刷至系统盘失败时，加载所述后端硬盘中内存数据。
在本发明中：fuse_server同时依赖于存储平台的内存保护模式，当发生断电或主动关机、重启时，BBU电池模块会将内存数据下刷到系统盘中，再次启动是加载系统盘中的内存数据，恢复断电前的运行状态。另外，该部分数据作为重要数据，会实时刷新到后端硬盘中，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。
如附图2和附图3所示，一种基于用户态文件系统实时更新配置的装置，包括：
fuse_client模块：用于通过fuse client调用fuse接口与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；
共享内存模块：用于通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever；
fuse_server模块：用于通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fuse sever的集群通信同步所述更新配置文件。
本发明包括3个模块，本发明的fuse_client模块通过fuse_client实现与用户态文件系统的对接，并通过共享内存将文件操作请求传送给fuse_server模块。本发明的共享内存模块是将共享内存作为一种进程间通信的方式，实现fuse_client模块和主进程子模块fuse_server的通信。本发明的fuse_server模块是将fuse_server模块检查文件操作的合法性，数据落入内存块，通过集群通信模块，同步文件系统内容，并保证数据的安全性。
本发明的有益效果在于：本发明基于用户态文件系统实现了一种实时更新配置文件，无需重新启动服务来加载配置的方法，提升了系统的可用性。本发明主进程之间会通过已有平台架构将固定大小的内存块，在集群各节点之间实现同步，保证各节点间数据一致，如果文件内容涉及某些配置的实现，就可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。本发明在生断电或主动关机、重启时，BBU电池模块会将内存数据下刷到系统盘中，再次启动是加载系统盘中的内存数据，恢复断电前的运行状态。另外，该部分数据作为重要数据，会实时刷新到后端硬盘中，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。
一种电子设备，包括服务器以及与所述服务器通信连接的至少一个终端，所述终端包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现发明所述的基于用户态文件系统实时更新配置方法的步骤。
例如通过fuse_client实现与用户态文件系统的对接，并通过共享内存将文件操作请求传送给fuse_server模块。通过共享内存作为一种进程间通信的方式，实现fuse_client模块和主进程子模块fuse_server的通信。通过fuse_server模块检查文件操作的合法性，数据落入内存块，通过集群通信模块，同步文件系统内容，并保证数据的安全性。
本发明的有益效果在于：本发明基于用户态文件系统实现了一种实时更新配置文件，无需重新启动服务来加载配置的方法，提升了系统的可用性。本发明主进程之间会通过已有平台架构将固定大小的内存块，在集群各节点之间实现同步，保证各节点间数据一致，如果文件内容涉及某些配置的实现，就可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。本发明在生断电或主动关机、重启时，BBU电池模块会将内存数据下刷到系统盘中，再次启动是加载系统盘中的内存数据，恢复断电前的运行状态。另外，该部分数据作为重要数据，会实时刷新到后端硬盘中，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。
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本发明所述的基于用户态文件系统实时更新配置方法的步骤。
例如通过fuse_client实现与用户态文件系统的对接，并通过共享内存将文件操作请求传送给fuse_server模块。通过共享内存作为一种进程间通信的方式，实现fuse_client模块和主进程子模块fuse_server的通信。通过fuse_server模块检查文件操作的合法性，数据落入内存块，通过集群通信模块，同步文件系统内容，并保证数据的安全性。
本发明的有益效果在于：本发明基于用户态文件系统实现了一种实时更新配置文件，无需重新启动服务来加载配置的方法，提升了系统的可用性。本发明主进程之间会通过已有平台架构将固定大小的内存块，在集群各节点之间实现同步，保证各节点间数据一致，如果文件内容涉及某些配置的实现，就可以实时更新到主进程的相关服务模块。这样无论从哪一个集群节点访问该用户态的文件系统，也可以获取相同的内容或结果。本发明在生断电或主动关机、重启时，BBU电池模块会将内存数据下刷到系统盘中，再次启动是加载系统盘中的内存数据，恢复断电前的运行状态。另外，该部分数据作为重要数据，会实时刷新到后端硬盘中，在系统盘失效，内存数据下刷失败时，仍可以恢复。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，包括：
通过fuse client调用fuse接口与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；
通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever；
通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fuse sever的集群通信同步所述更新配置文件。
2.根据权利要求1所述的一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在确认所述更新配置文件合法后，将所述用户态文件系统的数据和所述更新配置文件存入内存块中。
3.根据权利要求1所述的一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取用户态文件系统的系统信息；
根据所述系统信息，确定需要调用的fuse接口；其中，
所述fuse接口至少包括gerattr、readdir、open、read、write、create、unlink、rename、chmod、truncate、mkdir、rmdir、utimens、init、chown、symlink、readlink；
在所述fuse接口确定后，通过fuse main注册用户态文件系统，并与所述用户态文件系统对接。
4.根据权利要求1所述的一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，所述通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever，包括：
根据所述用户态文件系统，确定所述更新配置文件的消息属性；其中，
所述消息属性包括访问类型、文件路径、访问时间、文件内容的读写规则和文件内容；
所述更新配置文件的消息体长度采用固定字节长度；
根据所述消息属性，将所述更新配置文件发送至fuse sever。
5.根据权利要求1所述的一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，所述方法还包括：
初始化所述fuse sever，并分配固定容量的内存块至所述fuse sever；其中，
所述内存块的划分标准为模拟硬盘的固定分区标准；
当所述共享内存发送消息至fuse sever时，所述fuse sever通过预设的ufs cmd t判断所述消息对应的文件的操作类型，并确定文件内容；
判断所述文件内容是否存在固定格式，并在所述文件内容存在固定格式时，根据所述操作类型检查文件内容的合法性；
当所述文件内容合法时，根据所述操作类型，执行对应的文件操作，并将所述文件操作的结果返回至所述用户态文件系统。
6.根据权利要求5所述的一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将所述内存块通过主进程已有的平台架构进行固定，构成存储集群，并以所述内存块为所述存储集群的存储节点；其中，
所述主进程为存储平台的的主运行程序；
所述主进程中内嵌fuse sever；
在所述存储节点之间建立数据链路，控制所述存储节点同步。
7.根据权利要求6所述的一种基于用户态文件系统实时更新配置的方法，其特征在于，所述存储平台中设置有内存保护模式，所述fuse sever启动时，所述内存保护模式同时启动；其中，
所述内存保护模式用户保护内存数据，具体保护步骤为：
判断所述存储平台接的内存保护模式是否被异常事件触发；其中，
所述异常事件至少包括断电、主动关机或重启；
当所述内存保护模式被异常事件触发时，所述存储平台控制的BBU电池主动将内存数据下刷至系统盘内，并等待所述存储平台重启；
在所述储存平台重启时，自动加载所述系统盘中的内存数据，并恢复所述储存平台在异常事件之前的平台运行状态；其中，
所述内存数据还实时刷新到后端硬盘中，在所述BBU电池主动将内存数据下刷至系统盘失败时，加载所述后端硬盘中内存数据。
8.一种基于用户态文件系统实时更新配置的装置，其特征在于，包括：
fuse_client模块：用于通过fuse client调用fuse接口与用户态文件系统对接，获取更新配置文件；
共享内存模块：用于通过共享内存将所述更新配置文件发送至fuse sever；
fuse_server模块：用于通过所述fuse sever检查所述更新配置文件的合法性，并通过所述fuse sever的集群通信同步所述更新配置文件。
9.一种电子设备，其特征在于，包括服务器以及与所述服务器通信连接的至少一个终端，所述终端包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述的基于用户态文件系统实时更新配置方法的步骤。
10.一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7中任一项所述基于用户态文件系统实时更新配置方法的步骤。
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CN117708886A (zh) * 2024-02-05 2024-03-15 广州鲁邦通物联网科技股份有限公司 一种物联网设备的文件系统保护方法和装置
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