CN112988618B - 一种固态硬盘的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种固态硬盘的垃圾回收方法，包括：读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的change table；将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息。本方法能够大大减少访问预设存储器的次数，从而能够提高固态硬盘的垃圾回收的效率。本申请还公开了一种固态硬盘的垃圾回收装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

Description

一种固态硬盘的垃圾回收方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及固态硬盘领域，特别涉及一种固态硬盘的垃圾回收方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
固态硬盘的垃圾回收的效率影响固态硬盘的读写性能。目前，在对固态硬盘进行垃圾回收(garbage collection，GC)时，现有技术是根据每一个GC读操作对应确定出一个change table；并且在每一个GC读操作完成后，会将对应的change table保存到预设存储器如DDR(Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器)的相应位置中，以便于后续更新L2P(LBA(Logical Block Address，逻辑区块地址)到PBA(physcial block address，物理地址)的映射表)时使用。可见，现有技术的方法，在垃圾回收的过程中需要频繁地访问预设存储器，因此影响了垃圾回收的效率。
因此，如何提高固态硬盘的垃圾回收的效率，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种固态硬盘的垃圾回收方法，能够提高固态硬盘的垃圾回收的效率；本发明的另一目的是提供一种固态硬盘的垃圾回收装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种固态硬盘的垃圾回收方法，包括：
读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的change table；
将所述change table存储于缓存中，并在所述缓存中的所述change table的数量为多个时，将所述缓存中的多个所述change table保存到预设存储器中；
在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除所述待处理区域的数据信息。
优选地，所述将所述change table存储于缓存中，并在所述缓存中的所述changetable的数量为多个时，将所述缓存中的多个所述change table保存到预设存储器中的过程，具体包括：
将所述change table存储于所述缓存中，并判断所述缓存中的所述change table的数量是否达到预设数量；
若是，则将所述缓存中的预设数量的所述change table保存到所述预设存储器中；
若否，则判断所述待处理区域中是否还存在所述有效数据；
若存在，则进入所述读取固态硬盘中的待处理区域有效数据并设置对应的changetable的步骤；
若不存在，则将所述缓存中的所述change table保存到所述预设存储器中。
优选地，所述将所述change table存储于所述缓存中，并判断所述缓存中的所述change table的数量是否达到预设数量的过程，具体包括：
在GC read dataframe的父结构体中增加用于存储所述change table的数组变量；
设置用于记录所述数组变量中的所述change table的数量的增加变量；
通过比较所述增加变量与所述预设数量的大小来判断所述缓存中的所述changetable的数量是否达到所述预设数量。
优选地，进一步包括：
根据保存到所述预设存储器中的所述change table的数量与所述待处理区域的所述有效数据对应的change table总数的比值确定出垃圾回收进度，并显示所述垃圾回收进度。
优选地，所述预设数量为16。
优选地，在所述在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除所述待处理区域的数据信息之后，进一步包括：
发出对应的提示信息。
优选地，在所述在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除所述待处理区域的数据信息之后，进一步包括：
记录所述固态硬盘进行垃圾回收的操作时间。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种固态硬盘的垃圾回收装置，包括：
设置模块，用于读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的changetable；
缓存模块，用于将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；
清除模块，用于在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种固态硬盘的垃圾回收设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种固态硬盘的垃圾回收方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供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任一种固态硬盘的垃圾回收方法的步骤。
本发明提供的一种固态硬盘的垃圾回收方法，包括：读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的change table；将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；再在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息。可见，本方法是在GC读操作的过程中缓存多个change table之后才向预设存储器保存一次，因此相较于现有技术逐条将change table保存到预设存储器中的方法，本方法能够大大减少访问预设存储器的次数，从而能够提高固态硬盘的垃圾回收的效率。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种固态硬盘的垃圾回收装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收装置的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收设备的结构图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的核心是提供一种固态硬盘的垃圾回收方法，能够提高固态硬盘的垃圾回收的效率；本发明的另一核心是提供一种固态硬盘的垃圾回收装置、设备及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收方法的流程图。如图1所示，一种固态硬盘的垃圾回收方法包括：
S10：读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的change table；
S20：将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；
S30：在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息。
需要说明的是，在本实施例中，在固态硬盘的垃圾回收过程中，每一笔GC read(读操作)，都会对应一个change table，也称为change list，该change table内记录了GC读操作对应的数据信息，包括原数据地址(old PBA，4byte)、要搬移到的地址(new PBA，4byte)、该原数据地址(old PBA)对应的逻辑地址(LBA，4byte)以及备用PBA(4byte)，共16个字节，记录在上下文(dataframe)中。其中，原数据地址即需要进行转移的有效数据的地址，要搬移到的地址即存储转移的有效数据的目标区域。因此在本实施例中，具体是在读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据后，设置对应的change table。
然后，将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；也就是说，本实施例是在缓存多个change table之后，将多个change table一次性保存至预设存储器中。
需要说明的是，本实施例中，对缓存change table的数量不做限定，该数量一般是大于等于2的整数；在实际操作中，可以是在缓存8/16/64等数量的change table之后，访问一次预设存储器，将缓存的对应数量的change table保存至预设存储器中。另外需要说明的是，在本实施例中，预设存储器可以是DDR(Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器)，也可以是其他类型的存储器，本实施例对此也不做限定。具体的，在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息，实现固态硬盘的垃圾回收。
本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收方法，包括：读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的change table；将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；再在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息。可见，本方法是在GC读操作的过程中缓存多个change table之后才向预设存储器保存一次，因此相较于现有技术逐条将change table保存到预设存储器中的方法，本方法能够大大减少访问预设存储器的次数，从而能够提高固态硬盘的垃圾回收的效率。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例中，将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中的过程，具体包括：
将change table存储于缓存中，并判断缓存中的change table的数量是否达到预设数量；
若是，则将缓存中的预设数量的change table保存到预设存储器中；
若否，则判断待处理区域中是否还存在有效数据；
若存在，则进入读取固态硬盘中的待处理区域有效数据并设置对应的changetable的步骤；
若不存在，则将缓存中的change table保存到预设存储器中。
具体的，在本实施例中，具体是在设置出change table并将change table存储至缓存中之后，先判断缓存中的change table的数量是否达到预设数量；预设数量也就是将缓存中的多个change table保存到预设存储器中时“多个”对应的具体值，一般根据实际需求进行设置。可以理解的是，若缓存中的change table的数量达到预设数量，则将缓存中的预设数量的change table保存到预设存储器中；若缓存中的change table的数量未达到预设数量，此时需要先判断固态硬盘的待处理区域中是否还存在有效数据，也就是判断当前待处理区域中的所有有效数据是否都已存储至目标区域；若是，则不管此时缓存中有多少个change table，都一次性将这些缓存的change table保存到预设存储器中，否则，则需要继续读取固态硬盘的待处理区域中的有效数据并设置对应的change table，直至将待处理区域中的所有有效数据存储至目标区域。作为优选的实施方式，将change table存储于缓存中，并判断缓存中的change table的数量是否达到预设数量的过程，具体包括：
在GC read dataframe的父结构体中增加用于存储change table的数组变量；
设置用于记录数组变量中的change table的数量的增加变量；
通过比较增加变量与预设数量的大小来判断缓存中的change table的数量是否达到预设数量。
需要说明的是，在本实施例中，首先在GC read dataframe的父结构体(GCbuffer)中增加用于存储change table的数组变量(change buffer)，数组变量(changebuffer)的大小根据需缓存的预设数量确定；然后设置用于记录数组变量中的changetable的数量的增加变量(change count)；在每次将change table存储至数组变量(changebuffer)中时，增加变量(change count)对应增加1；然后判断增加变量(change count)的值是否大于或等于预设数量；如果增加变量(change count)小于预设数量，即表示缓存中的change table的数量未达到预设数量；否则，表示缓存中的change table的数量达到预设数量；并根据判断结果执行对应的操作。
作为优选的实施方式，预设数量为16。
也就是说，在缓存16笔GC读操作对应的change table之后，才访问一次DDR，将16笔GC读操作对应的16个change table一次性保存到预设存储器中，将change table保存到DDR中的频率降低至原来的1/16，且能够更加便于DDR的读取访问。
可见，本实施例能够更加便捷准确地进行固态硬盘的垃圾回收操作。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：
根据保存到预设存储器中的change table的数量与待处理区域的有效数据对应的change table总数的比值确定出垃圾回收进度，并显示垃圾回收进度。
具体的，在本实施例中，具体是获取已经保存到预设存储器中的change table的数量，并获取固态硬盘中待处理区域中的有效数据的数量，即确定出对应需要设置的change table总数，并计算出二者的比值，即得出垃圾回收进度；然后利用预设显示装置显示该垃圾回收进度。
更具体的，在本实施例中，对显示垃圾回收进度的具体形式不做限定，另外对显示装置的具体类型也不做限定，例如可以是液晶显示屏或者触摸屏等。
可见，本实施例通过进一步显示垃圾回收进度，因此能够便于用户查看当前垃圾回收的进度，从而进一步提升用户的使用体验。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例在在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息之后，进一步包括：
发出对应的提示信息。
具体的，在本实施例中，是在清除待处理区域的数据信息之后，进一步触发提示装置发出对应的提示信息。需要说明的是，提示装置可以具体是蜂鸣器和/或指示灯和/或显示器，通过触发蜂鸣器/指示灯/显示器等提示装置发出对应的提示信息，如蜂鸣音/闪烁灯/显示文字或图像等，以直观地提示用户当前已经完成对固态硬盘的待处理区域进行垃圾回收操作，从而能够进一步提升用户的使用体验。
在上述实施例的基础上，本实施例对技术方案作了进一步的说明和优化，具体的，本实施例在在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息之后，进一步包括：
记录固态硬盘进行垃圾回收的操作时间。
具体的，在本实施例中，是完成清除待处理区域的数据信息之后，获取清除待处理区域的数据信息的操作时间，然后对该固态硬盘的信息、固态硬盘的待处理区域的信息以及该操作时间进行记录。需要说明的是，在实际操作中，具体的记录方式可以是以文本或以excel表格或者以数据库表的形式记录，本实施例对此不做限定，根据实际需求进行选择。更具体的，可以是以内存条、硬盘、TF(Trans-flash Card)卡和SD(Secure Digital MemoryCard)卡等方式进行存储，具体根据实际需求进行选择，本实施例对此不做限定。
在本实施例中，通过进一步记录记录固态硬盘进行垃圾回收的操作时间，能够便于用户查看对固态硬盘进行垃圾回收的情况，从而进一步提升用户的使用体验。
上文对于本发明提供的一种固态硬盘的垃圾回收方法的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种与该方法对应的固态硬盘的垃圾回收装置、设备及计算机可读存储介质，由于装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例与方法部分的实施例相互照应，因此装置、设备及计算机可读存储介质部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图2为本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收装置的结构图，如图2所示，一种固态硬盘的垃圾回收装置包括：
设置模块21，用于读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的changetable；
缓存模块22，用于将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；
清除模块23，用于在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息。
本发明实施例提供的固态硬盘的垃圾回收装置，具有上述固态硬盘的垃圾回收方法的有益效果。
作为优选的实施方式，缓存模块具体包括：
第一判断子模块，用于将change table存储于缓存中，并判断缓存中的changetable的数量是否达到预设数量；若是，则调用缓存子模块；若否，则调用第二判断子模块；
第一缓存子模块，用于将缓存中的预设数量的change table保存到预设存储器中；
第二判断子模块，用于判断待处理区域中是否还存在有效数据；若存在，则调用设置模块；若不存在，则调用第二缓存子模块；
第二缓存子模块，用于将缓存中的change table保存到预设存储器中。
作为优选的实施方式，第一判断子模块具体包括：
第一设置单元，用于在GC read dataframe的父结构体中增加用于存储changetable的数组变量；
第二设置单元，用于设置用于记录数组变量中的change table的数量的增加变量；
判定单元，用于通过比较增加变量与预设数量的大小来判断缓存中的changetable的数量是否达到预设数量。
作为优选的实施方式，进一步包括：
进度显示模块，用于根据保存到预设存储器中的change table的数量与待处理区域的有效数据对应的change table总数的比值确定出垃圾回收进度，并显示垃圾回收进度。
作为优选的实施方式，进一步包括：
提示模块，用于在在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息之后，发出对应的提示信息。
作为优选的实施方式，进一步包括：
记录模块，用于在在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息之后，记录固态硬盘进行垃圾回收的操作时间。
图3为本发明实施例提供的一种固态硬盘的垃圾回收设备的结构图，如图3所示，一种固态硬盘的垃圾回收设备包括：
存储器31，用于存储计算机程序；
处理器32，用于执行计算机程序时实现如上述固态硬盘的垃圾回收方法的步骤。
本发明实施例提供的固态硬盘的垃圾回收设备，具有上述固态硬盘的垃圾回收方法的有益效果。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述固态硬盘的垃圾回收方法的步骤。
本发明实施例提供的计算机可读存储介质，具有上述固态硬盘的垃圾回收方法的有益效果。
以上对本发明所提供的固态硬盘的垃圾回收方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

Claims (8)

1.一种固态硬盘的垃圾回收方法，其特征在于，包括：
读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的change table；
将所述change table存储于缓存中，并在所述缓存中的所述change table的数量为多个时，将所述缓存中的多个所述change table保存到预设存储器中；
在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除所述待处理区域的数据信息；
所述将所述change table存储于缓存中，并在所述缓存中的所述change table的数量为多个时，将所述缓存中的多个所述change table保存到预设存储器中的过程，具体包括：
将所述change table存储于所述缓存中，并判断所述缓存中的所述change table的数量是否达到预设数量；
若是，则将所述缓存中的预设数量的所述change table保存到所述预设存储器中；
若否，则判断所述待处理区域中是否还存在所述有效数据；
若存在，则进入所述读取固态硬盘中的待处理区域有效数据并设置对应的changetable的步骤；
若不存在，则将所述缓存中的所述change table保存到所述预设存储器中；
所述将所述change table存储于所述缓存中，并判断所述缓存中的所述change table的数量是否达到预设数量的过程，具体包括：
在GC read dataframe的父结构体中增加用于存储所述change table的数组变量；
设置用于记录所述数组变量中的所述change table的数量的增加变量；
通过比较所述增加变量与所述预设数量的大小来判断所述缓存中的所述changetable的数量是否达到所述预设数量。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：
根据保存到所述预设存储器中的所述change table的数量与所述待处理区域的所述有效数据对应的change table总数的比值确定出垃圾回收进度，并显示所述垃圾回收进度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设数量为16。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除所述待处理区域的数据信息之后，进一步包括：
发出对应的提示信息。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，在所述在将所述待处理区域的所有的所述有效数据存储至目标区域后，清除所述待处理区域的数据信息之后，进一步包括：
记录所述固态硬盘进行垃圾回收的操作时间。
6.一种固态硬盘的垃圾回收装置，其特征在于，包括：
设置模块，用于读取固态硬盘中的待处理区域的有效数据并设置对应的changetable；
缓存模块，用于将change table存储于缓存中，并在缓存中的change table的数量为多个时，将缓存中的多个change table保存到预设存储器中；
清除模块，用于在将待处理区域的所有的有效数据存储至目标区域后，清除待处理区域的数据信息；
所述缓存模块具体包括：
第一判断子模块，用于将所述change table存储于所述缓存中，并判断所述缓存中的所述change table的数量是否达到预设数量；若是，则第一缓存子模块；若否，则调用第二判断子模块；
所述第一缓存子模块，用于将所述缓存中的预设数量的所述change table保存到所述预设存储器中；
所述第二判断子模块，用于判断所述待处理区域中是否还存在所述有效数据；若存在，则调用所述设置模块；若不存在，则调用第二缓存子模块；
所述第二缓存子模块，用于将所述缓存中的所述change table保存到所述预设存储器中；
所述第一判断子模块具体包括：
第一设置单元，用于在GC read dataframe的父结构体中增加用于存储所述changetable的数组变量；
第二设置单元，用于设置用于记录所述数组变量中的所述change table的数量的增加变量；
判定单元，用于通过比较所述增加变量与所述预设数量的大小来判断所述缓存中的所述change table的数量是否达到所述预设数量。
7.一种固态硬盘的垃圾回收设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5任一项所述的固态硬盘的垃圾回收方法的步骤。
8.一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5任一项所述的固态硬盘的垃圾回收方法的步骤。
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