CN112463730B - 一种存储海量小文件分级优化的方法、系统及介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种存储海量小文件分级优化的方法、系统及介质,包括以下步骤:S1:进行写业务,写入小文件;S2:判断小文件是否符合聚合策略,不符合聚合策略不进行处理,符合聚合策略进入步骤S3;S3:小文件分级,使用频率小于预设值的小文件标记聚合特性,其余小文件不标记聚合特性;S4:分级迁移,未标记聚合特性的小文件普通迁移至SSD,标记聚合特性的小文件写入聚合文件迁移至HDD;S5:进行读业务,小文件按照普通方式读取,聚合文件需要从中读出数据并同步写到小文件后再用普通方式读取。采用分级+聚合的方式存储小文件,提高了磁盘利用率,提升海量小文件存储的整体性能。
Description
技术领域
本发明属于小文件存储技术领域,具体涉及一种存储海量小文件分级优化的方法、系统及介质。
背景技术
随着云计算、移动互联网等技术的发展,数据呈现爆炸式增长的趋势,与数据对应的小文件也相应的增加,小文件通常大小在1MB以内,数量多,操作频繁,海量增加的小文件在硬盘中进行读写以及合理的存储是热门研究方向。
目前,海量存储数据中小文件大都以亿为单位,数十数百亿的海量小文件,若这数十数百亿的小文件按照普通的文件数据存储方式则会有几百亿个底层对象,当底层存储对象较高时,会对文件系统的性能、故障场景数据恢复以及磁盘利用率等有影响。单纯结合聚合方式进行小文件存储,能实现小文件高效存储,提高磁盘利用率,但频繁的读写或者删除操作会使得聚合数据对象下盘,进而不能达到理想的多个小文件的数据聚合在一个IO刷盘的状态,以上为现有技术的不足之处。
因此,针对现有技术中的上述缺陷,提供设计一种存储海量小文件分级优化的方法、系统及介质,以解决现有技术中存在的问题,是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的在于,针对分布式存储海量小文件性能低、磁盘利用率低的问题,提供设计一种存储海量小文件分级优化的方法、系统及介质,采用分级+聚合的方式存储海量小文件,解决上述技术问题,提升分布式海量小文件存储的整体性能。
为实现上述目的,本发明给出以下技术方案:
第一方面,本发明提供一种存储海量小文件分级优化的方法,包括以下步骤:
S1:进行写业务,写入小文件;
S2:判断小文件是否符合聚合策略,不符合聚合策略不进行处理,符合聚合策略进入步骤S3;
S3:小文件分级,使用频率小于预设值的小文件标记聚合特性,其余小文件不标记聚合特性;
S4:分级迁移,未标记聚合特性的小文件普通迁移至固态硬盘(Solid StateDrive,简称SSD),标记聚合特性的小文件写入聚合文件迁移至硬盘驱动器(Hard DiskDrive,简称HDD);
S5:进行读业务,小文件按照普通方式读取,聚合文件需要从中读出数据并同步写到小文件后再用普通方式读取。
作为优选,所述步骤S4中写入聚合文件步骤如下:
S4.1:小文件写入聚合缓存;
S4.2:小文件都已写入聚合缓存或者写满聚合缓存后,聚合缓存数据刷入聚合对象和对象存储设备,小文件成功写入聚合文件;
S4.3:元数据服务器更新小文件的布局信息和聚合对象内部位置标记;
S4.4:删除小文件在老布局中的数据;
通过将小文件写入聚合文件,实现小文件的高效存储,提高磁盘利用率。
作为优选,所述步骤S4.2中写完对象存储设备后发生故障,则将聚合对象中数据清除;通过清除聚合对象中的数据进行异常处理,清除故障数据。
作为优选,所述步骤S4.3中更新小文件信息和聚合对象内部位置标记时发生故障,则利用uncomplete表把聚合对象中的数据清理掉;通过该步骤进行异常处理,清除故障数据。
作为优选,所述步骤S5中数据同步写到小文件后,元数据服务器更新小文件的布局信息并更新聚合对象内部位置标记;其中若更新布局和聚合对象内部位置标记时发生故障则uncomplete表把已经写到小文件的数据删掉。
作为优选,所述聚合文件最大容量为5120个小文件并且聚合文件最大限度为512M;保证聚合文件具有合适的容量,写入小文件过多则聚合文件的稳定性难以保证。
第二方面,本发明提供一种存储海量小文件分级优化的系统,包括:
小文件写入模块:在系统中写入小文件;
判断模块:判断小文件是否符合聚合策略,不符合聚合策略的小文件进入未处理模块,符合聚合策略的小文件进入分级模块;
分级模块:将使用频率小于预设值的小文件送入聚合迁移模块,其余小文件送入普通迁移模块;
普通迁移模块:将小文件进行普通迁移送入SSD;
聚合迁移模块:将小文件写入聚合文件后送入HDD;
小文件读取模块:对小文件按照普通方式读取;
聚合文件读取模块:从聚合文件中读取数据并同步写到小文件。
作为优选,所述聚合迁移模块包括:
写入聚合缓存单元:将小文件写入聚合缓存;
写入聚合对象单元:将聚合缓存数据刷入聚合对象和对象存储设备,小文件成功写入聚合文件;
更新信息单元:发送指令给元数据服务器更新小文件的布局信息和聚合对象内部位置标记;
删除小文件单元:删除小文件在老布局中的数据;
通过聚合迁移模块将小文件写入聚合文件,实现小文件的高效存储,提高磁盘利用率。
第三方面,本发明提供一种计算机存储介质,所述计算机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方法。
第四方面,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,使得终端执行上述方法。
本发明的有益效果在于,采用分级+聚合的方式进行小文件存储,写入小文件后,不符合聚合策略的小文件不进行处理,符合聚合策略的小文件先进行分级,再根据分级结果分别进行普通迁移和聚合迁移,其中使用频率较高的小文件进行普通迁移送至SSD中,使用频率较低的小文件写入聚合文件迁移送至HDD中,利用聚合方式实现了小文件高效存储,提高了磁盘利用率,利用分级能够解决频繁的读写或者删除操作使得聚合数据对象下盘的问题,提升海量小文件存储的整体性能。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。
由此可见,本发明与现有技术相比,具有突出的实质性特点和显著的进步,其实施的有益效果也是显而易见的。
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是本发明实施例1提供的一种存储海量小文件分级优化的方法流程图。
图2是本发明实施例2提供的一种存储海量小文件分级优化的系统原理框图。
其中,1-小文件写入模块,2-判断模块,3-分级模块,4-普通迁移模块,5-聚合迁移模块,5.1-写入聚合缓存单元,5.2-写入聚合对象单元,5.3-更新信息单元,5.4-删除小文件单元,6-小文件读取模块,7-聚合文件读取模块,8-未处理模块。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施例对本发明进行详细阐述,以下实施例是对本发明的解释,而本发明并不局限于以下实施方式。
实施例1:
如图1所示,本实施例提供一种存储海量小文件分级优化的方法,包括以下步骤:
S1:进行写业务,在分布式存储系统中写入一批大小在1MB以内的小文件,元数据服务器记录该批小文件的布局信息;
S2:判断写入的小文件是否符合聚合策略,小文件的聚合开关打开则符合聚合策略,小文件紧急情况下关闭聚合开关则不符合聚合策略,小文件不符合聚合策略不进行处理,符合聚合策略进入步骤S3;
S3:小文件分级,使用频率小于预设值的小文件标记聚合特性,其余小文件不标记聚合特性;符合聚合策略的小文件中使用频率小于10次/分钟的小文件将FileTierPolicy.flags标志字段标记为1,表示聚合特性,其余小文件的FileTierPolicy.flags标志字段标记为0,表示不具有聚合特性。
S4:分级迁移,FileTierPolicy.flags标志字段标记为0的小文件普通迁移至SSD,FileTierPolicy.flags标志字段为1即标记聚合特性的小文件写入聚合文件迁移至HDD;
其中小文件写入聚合文件步骤如下:
S4.1:小文件写入聚合缓存;
S4.2:小文件都已写入聚合缓存或者写满4M聚合缓存后,聚合缓存数据刷入聚合对象和对象存储设备,小文件成功写入聚合文件;
写完对象存储设备后发生故障,则将聚合对象中数据清除;通过清除聚合对象中的数据进行异常处理,清除故障数据。
S4.3:元数据服务器更新小文件的布局信息和聚合对象内部位置标记omap;该过程更新小文件的layout、aggregate_ino、offset等元数据信息,批量更新接口ICFS_MDS_OP_BATCH_UPDATE发送到元数据服务器进行更新。
更新小文件信息和聚合对象内部位置标记omap时发生故障,则利用uncomplete表把聚合对象中的数据清理掉;通过该步骤进行异常处理,清除故障数据。
S4.4:删除小文件在老布局中的数据;
通过将小文件写入聚合文件,实现小文件的高效存储,提高磁盘利用率。
S5:进行读业务,小文件按照普通方式读取,聚合文件需要从中读出数据并同步写到小文件后再用普通方式读取。
数据同步写到小文件后,元数据服务器更新小文件的布局信息并更新聚合对象内部位置标记omap;其中若更新布局和聚合对象内部位置标记omap时发生故障,则利用uncomplete表把已经写到小文件的数据删掉。
本实施例中,所述聚合文件最大容量为5120个小文件并且聚合文件最大限度为512M;保证聚合文件具有合适的容量,写入小文件过多则聚合文件的稳定性难以保证。
实施例2:
如图2所示,本实施例提供一种存储海量小文件分级优化的系统,包括:
小文件写入模块1:在分布式存储系统中写入一批大小在1MB以内的小文件,记录该批小文件的布局信息;
判断模块2:判断写入的小文件是否符合聚合策略,小文件的聚合开关打开则符合聚合策略,小文件紧急情况下关闭聚合开关则不符合聚合策略,不符合聚合策略的小文件进入未处理模块8,符合聚合策略的小文件进入分级模块3;
分级模块3:使用频率小于预设值的小文件标记聚合特性,其余小文件不标记聚合特性;符合聚合策略的小文件中使用频率小于10次/分钟的小文件将FileTierPolicy.flags标志字段标记1,表示聚合特性,其余小文件的FileTierPolicy.flags标志字段标记0,表示不具有聚合特性;FileTierPolicy.flags标志字段标记为0的小文件送入普通迁移模块4,FileTierPolicy.flags标志字段为1即标记聚合特性的小文件送入聚合迁移模块5。
普通迁移模块4:将小文件进行普通迁移送入SSD;
聚合迁移模块5:将小文件写入聚合文件后送入HDD,所述聚合迁移模块5包括:
写入聚合缓存单元5.1:将小文件写入聚合缓存;
写入聚合对象单元5.2:小文件都已写入聚合缓存或者写满4M聚合缓存后,将聚合缓存数据刷入聚合对象和对象存储设备,小文件成功写入聚合文件;
更新信息单元5.3:发送指令给元数据服务器更新小文件的布局信息和聚合对象内部位置标记omap;其中更新小文件的layout、aggregate_ino、offset等元数据信息,批量更新接口ICFS_MDS_OP_BATCH_UPDATE发送到元数据服务器进行更新。
删除小文件单元5.4:删除小文件在老布局中的数据;
通过聚合迁移模块5将小文件写入聚合文件,实现小文件的高效存储,提高磁盘利用率。
小文件读取模块6:对小文件按照普通方式读取;
聚合文件读取模块7:从聚合文件中读取数据并同步写到小文件。
实施例3:
本实施例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。
实施例4:
本实施例提供一种终端,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,使得终端执行上述方法。
以上公开的仅为本发明的优选实施方式,但本发明并非局限于此,任何本领域的技术人员能思之的没有创造性的变化,以及在不脱离本发明原理前提下所作的若干改进和润饰,都应落在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种存储海量小文件分级优化的方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:进行写业务,写入小文件;
S2:判断小文件是否符合聚合策略,不符合聚合策略不进行处理,符合聚合策略进入步骤S3;
S3:小文件分级,使用频率小于预设值的小文件标记聚合特性,其余小文件不标记聚合特性;
S4:分级迁移,未标记聚合特性的小文件普通迁移至SSD,标记聚合特性的小文件写入聚合文件后迁移至HDD;
S5:进行读业务,小文件按照普通方式读取,聚合文件需要从中读出数据并同步写到小文件后再用普通方式读取;
所述步骤S4中写入聚合文件步骤如下:
S4.1:小文件写入聚合缓存;
S4.2:小文件都已写入聚合缓存或者写满聚合缓存后,聚合缓存数据刷入聚合对象和对象存储设备,小文件成功写入聚合文件;
S4.3:元数据服务器更新小文件的布局信息和聚合对象内部位置标记;
S4.4:删除小文件在老布局中的数据。
2.根据权利要求1所述的一种存储海量小文件分级优化的方法,其特征在于,所述步骤S4.2中写完对象存储设备后发生故障,则将聚合对象中数据清除。
3.根据权利要求2所述的一种存储海量小文件分级优化的方法,其特征在于,所述步骤S4.3中更新小文件信息和聚合对象内部位置标记时发生故障,则利用uncomplete表把聚合对象中的数据清理掉。
4.根据权利要求3所述的一种存储海量小文件分级优化的方法,其特征在于,所述步骤S5中数据同步写到小文件后,元数据服务器更新小文件的布局信息并更新聚合对象内部位置标记,其中若更新布局和聚合对象内部位置标记时发生故障则uncomplete表把已经写到小文件的数据删掉。
5.根据权利要求4所述的一种存储海量小文件分级优化的方法,其特征在于,所述聚合文件最大容量为5120个小文件并且聚合文件最大限度为512M。
6.一种存储海量小文件分级优化的系统,其特征在于,包括:
小文件写入模块:在系统中写入小文件;
判断模块:判断小文件是否符合聚合策略,不符合聚合策略的小文件进入未处理模块,符合聚合策略的小文件进入分级模块;
分级模块:将使用频率小于预设值的小文件送入聚合迁移模块,其余小文件送入普通迁移模块;
普通迁移模块:将小文件进行普通迁移送入SSD;
聚合迁移模块:将小文件写入聚合文件后送入HDD;
小文件读取模块:对小文件按照普通方式读取;
聚合文件读取模块:从聚合文件中读取数据并同步写到小文件;
所述聚合迁移模块包括:
写入聚合缓存单元:将小文件写入聚合缓存;
写入聚合对象单元:将聚合缓存数据刷入聚合对象和对象存储设备,小文件成功写入聚合文件;
更新信息单元:发送指令给元数据服务器更新小文件的布局信息和聚合对象内部位置标记;
删除小文件单元:删除小文件在老布局中的数据。
7.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质中存储有指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行权利要求1-5中任一项所述方法。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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