CN113032346A - 文件系统冻结方法、管理方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种文件系统冻结方法、管理方法、装置、设备及存储介质，方法包括：文件系统客户端在接收到所述文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致；所述全局标识值为所述文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中更新的标识值，所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；若不一致，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，并对所述文件系统进行冻结操作。这样，文件系统客户端可以实现对于文件系统的适时冻结，使得脏页能准确可靠地回刷到磁盘。同时，该方法在文件系统不具有冻结需求时不会更改全局标识值，从而可以避免无意义的文件系统冻结操作，节约计算资源。

Description

文件系统冻结方法、管理方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及快照技术领域，具体而言，涉及一种文件系统冻结方法、管理方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

快照是对指定数据集合的一个完全可用拷贝，该拷贝包括相应数据在某个时间点(拷贝开始的时间点)的映像。快照可以是其所表示的数据的一个副本，也可以是数据的一个复制品。快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复。

当存储设备发生应用故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复，将数据恢复某个可用的时间点的状态。快照的另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照数据，还可以利用快照进行测试等工作。所有存储系统，不论高中低端，只要应用于在线系统，那么快照就成为一个不可或缺的功能。

目前，常见的快照实现技术有第一次写时复制(Copy On First WritI，COFW)技术，也可简称为写时复制(Copy On WritI，COW)技术。即在数据第一次写入到某个存储位置时，先将该位置处的原有的内容读取出来，写到另一位置处(为快照保留的存储空间)，然后再将所需写入的数据写入到该存储位置。而下次针对这一位置的写操作将不再执行写时复制操作。

在写时复制技术中，为了保证快照的语义(即文件或目录某一时刻的完整数据)，创建快照过程中，必须让客户端中缓存的对应快照入口的脏页回刷到文件系统的磁盘中(需要理解的是，创建快照时，所需拷贝的数据通常会包括位于文件系统中和位于客户端缓存中的两个部分的数据，客户端缓存中的那部分数据被称之为脏页，需要回刷到文件系统的磁盘中)。而为了保证能够顺利将脏页回刷到磁盘，就需要文件系统处于一个瞬时的静态，需要客户端冻结对文件系统的创建、修改、删除等操作，直到缓存的脏页都回刷到磁盘上才解除冻结。冻结期间客户端将无法对文件系统进行读以外的操作。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种文件系统冻结方法、管理方法、装置、设备及存储介质，用以实现创建快照过程中的文件系统冻结，以保证脏页能准确可靠地回刷到磁盘。

本申请实施例提供了一种文件系统冻结方法，应用于文件系统客户端上，包括：在接收到所述文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致；所述全局标识值为所述文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中更新的标识值，所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；若不一致，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，并对所述文件系统进行冻结操作。

在上述实现过程中，由于文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中，会进行全局标识值更新。而文件系统客户端内也会保存有文件系统上一次发来的标识值，因此当比对文件系统返回的全局标识值和本地保存的标识值不一致时，即可判断出文件系统内正在创建快照创建请求所请求的快照，或正在删除快照删除请求所请求的快照，具有对文件系统进行冻结的需要，从而对文件系统进行冻结操作，使得脏页能准确可靠地回刷到磁盘。同时，该方法在文件系统不具有冻结需求时(比如删除存储位置的非最后一个快照时)，即不会更改全局标识值，从而文件系统客户端会得到与本地标识值相同的全局标识值，可以不用再执行文件系统冻结操作，进而可以避免无意义的文件系统冻结操作，节约计算资源。

进一步地，所述方法还包括：接收所述文件系统返回的目标快照入口；对所述文件系统进行冻结操作，包括：对所述文件系统的所述目标快照入口所属的快照子集项域进行冻结操作；所述快照子集项域为从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合；所述快照入口为存放有快照的存储位置。

应理解，在实际应用过程中，冻结范围将直接影响用户的体验及系统性能。而目前，在写时复制技术中，通常在创建快照时，是将整个文件系统进行冻结，从而极大的影响了文件系统的不可访问时间，影响了存储系统的性能。而在上述实现过程中，通过目标快照入口即可准确定位到本次创建快照或删除快照的影响域范围，从而可以实现对于影响域的冻结，而不需要对整个文件系统进行冻结，从而在一定程度上缩小了冻结范围，从而缩短了回刷脏页的时间开销，提高了快照写时复制的性能。

进一步地，所述方法还包括：接收所述文件系统返回的目标快照入口；所述判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致，包括：判断本地保存的所述目标快照入口对应的标识值，是否与所述全局标识值一致；对应的，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，包括：将本地保存的所述目标快照入口对应的标识值更新为所述全局标识值。

在上述实现过程中，文件系统客户端内保存更新有各个快照入口对应的标识值，且其中的目标快照入口对应的标识值随着文件系统返回的全局标识值更新。这样，当文件系统确定出本次创建快照或删除快照的影响域(即目标快照入口所对应的快照子集项域的集合)后，只需比较相应的目标快照入口对应的标识值即可实现对于是否需要进行文件冻结的需求确定。

本申请实施例还提供了一种文件系统管理方法，应用于文件系统中，包括：在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；在所述快照创建请求所指定的位置创建所述第一快照。

在上述实现过程中，文件系统通过在未创建有快照创建请求所请求创建的第一快照时，更新全局标识值发送给文件系统客户端，从而使得文件系统客户端得以根据全局标识值进行文件系统冻结，使得脏页能准确可靠地回刷到快照创建请求所指定的位置，实现在快照创建请求所指定的位置创建第一快照。

进一步地，在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，所述方法还包括：判断所述第一快照的存储路径的终点存储位置是否已存在于当前的快照路径图中；若存在，且所述终点存储位置为快照入口，将所述终点存储位置以及所述终点存储位置之后的快照入口作为目标快照入口发送给所述文件系统客户端；所述快照入口为存放有快照的存储位置；若存在，但所述终点存储位置不为快照入口，将所述终端存储位置设置为快照入口，并将所述终点存储位置的上一快照入口以及所述终点存储位置作为目标快照入口，发送给所述文件系统客户端；若不存在，将所述存储路径补充至所述快照路径图中，并将所述终点存储位置的上一快照入口以及所述终点存储位置作为目标快照入口，发送给所述文件系统客户端。

在上述实现过程中，通过判断第一快照的存储路径的终点存储位置是否已存在于当前的快照路径图中，从而在存在且终点存储位置为快照入口时，将终点存储位置以及所述终点存储位置之后的快照入口作为目标快照入口发送给文件系统客户端，在存在但终点存储位置不为快照入口时，将终端存储位置设置为快照入口，并将终点存储位置的上一快照入口以及终点存储位置作为目标快照入口，发送给文件系统客户端，而在不存在时，将存储路径补充至快照路径图中，并将终点存储位置的上一快照入口以及终点存储位置作为目标快照入口，发送给文件系统客户端。这样，文件系统即快速确定出了本次创建快照时的最小影响域，从而使得文件系统客户端可以仅冻结这些目标快照入口对应的快照子集项域，从而缩小冻结范围，缩短回刷脏页的时间开销，提高快照写时复制的性能。

进一步地，在将所述存储路径补充至所述快照路径图中时，所述方法还包括：更新所述快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域；所述快照子集项域为从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合。

在上述实现过程中，随着快照路径图的扩充，原本的快照子集项域的大小即可能会出现变化。通过更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域，即可以有效实现对于影响域的确定。

进一步地，所述方法还包括：在收到文件系统客户端发来的快照删除请求时，若存在有所述快照删除请求所请求删除的第二快照，且所述第二快照为所述第二快照所在存储位置的唯一快照：则，更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；删除所述第二快照，并取消对所述第二快照所在存储位置的快照入口设置，更新所述快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域。

在快照入口仅存在唯一快照，那么在该快照中会存在有快照修改记录文件。因此在删除时，需要冻结文件系统。在上述实现过程中，通过更新全局标识值，从而使得文件系统得以冻结。此外，由于该存储位置的唯一快照被删除后，该存储位置处即不再存在有快照，此时该存储位置即不再为快照入口，从而可以取消对该第二快照所在存储位置的快照入口设置，更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域，从而保证后续操作中，对于影响域的准确确定。

进一步地，更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域，包括：若第二快照所在存储位置为所述快照路径图中的末端节点，则删除从存储位置的上一快照入口至该存储位置的路径。

进一步地，若所述第二快照不为所述第二快照所在存储位置的唯一快照，则所述方法还包括：判断所述第二快照是否为所述第二快照所在存储位置的最后一个快照；若是，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作，并删除所述第二快照；否则，删除所述第二快照。

在存储位置中存在多个快照时，通常快照修改记录文件是放在最后一个快照中的。因此，若所需删除的第二快照不是所在存储位置的最后一个快照，那么理论上可以无需进行文件系统冻结。在上述操作过程中，在所需删除的第二快照不是所在存储位置的最后一个快照时，即直接进行删除，从而可以节约处理资源，提高处理效率，避免无用的文件冻结情况的出现。

本申请实施例还提供了一种文件系统冻结装置，应用于文件系统客户端上，包括：判断模块和处理模块；所述判断模块，用于在接收到所述文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致；所述全局标识值为所述文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中更新的标识值，所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；所述处理模块，用于若不一致，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，并对所述文件系统进行冻结操作。

本申请实施例还提供了一种文件系统管理装置，应用于文件系统中，包括：标识值管理模块和执行模块；所述标识值管理模块，用于在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；所述执行模块，用于在所述快照创建请求所指定的位置创建所述第一快照。

本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器、存储器及通信总线；所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现上述任一种的文件系统冻结方法，或实现上述任一种的文件系统管理方法。

本申请实施例中还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述任一种的文件系统冻结方法，或实现上述任一种的文件系统管理方法。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种文件系统管理方法的流程示意图；

图2为本申请实施例提供的一种文件系统冻结方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种快照路径示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种快照路径示意图；

图5为本申请实施例提供的一种示例性的路径构造与标识值更新示意图；

图6为本申请实施例提供的一种文件系统冻结装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的一种文件系统管理装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。

实施例一：

为了实现对于文件系统的冻结控制，本申请实施例中提供了一种应用于文件系统客户端上的文件系统冻结方法，以及一种应用于文件系统上的文件系统管理方法。

请参见图1所示，图1为本申请实施例中提供的一种应用于文件系统上的文件系统管理方法的流程示意图，包括：

S101：在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有该快照创建请求所请求创建的第一快照，则更新全局标识值，并发送给文件系统客户端。

在本申请实施例中，文件系统客户端在接收到全局标识值时，即可根据该全局标识值，进行文件系统冻结操作，从而为快照创建过程中脏页的回刷提供必要的环境。

示例性的，可以参见图2所示，图2为本申请实施例中提供的应用于文件系统客户端中的文件系统冻结方法的流程示意图，包括：

S201：在接收到文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与全局标识值一致。

需要说明的是，在进行快照创建的过程中，所需拷贝的数据通常会包括位于文件系统中和位于客户端缓存中的两个部分的数据。位于文件系统中的数据直接拷贝复制到磁盘中相应存储位置即可，但是客户端缓存中的那部分数据(本申请实施例中称之为脏页)，则需要回刷到文件系统的磁盘中，此时需要对冻结文件系统进行冻结操作。

在本申请实施例中，在进行快照创建的过程中，在将脏页回刷到文件系统的磁盘之前，若文件系统确定未创建有该快照创建请求所请求创建的第一快照，即表明此时具有冻结文件系统的需求，会更新全局标识值，并将该全局标识值发送给其所对应的所有文件系统客户端。而由于文件系统是在每一次进行快照创建或删除操作的过程中进行的全局标识值更新，因此全局标识值可以表征文件系统的最新状态。

S202：若不一致，将本地保存的标识值更新为全局标识值，并对文件系统进行冻结操作。

而文件系统客户端在接收到全局标识值之后，可以在本地进行相应的标识值更新保存。从而在每一次接收到最新的全局标识值后，通过比较本地保存的标识值是否与该全局标识值是否一致，即可确定出是否需要进行文件系统冻结。从而在不一致时，对文件系统进行冻结操作。一致时，即不进行冻结操作。

值得注意的是，本申请实施例中，文件系统会将全局标识值发送给所有的文件系统客户端，因此各文件系统客户端均会执行该操作，从而为文件系统创建出一个瞬时的静态，从而满足脏页回刷的需求。

需要说明的是，本申请实施例中的更新全局标识值是指为全局标识值赋予一个与更新前不同的值。示例性的，可以设定每一次更新操作为在当前的全局标识值的基础上加一。

值得注意的是，在本申请实施例的一种可行实施方式中，文件系统客户端中可以仅保存一个标识值，在该标识值不同时，文件系统客户端可以冻结整个文件系统。

而在本申请实施例的另一种可行实施方式中，文件系统在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有快照创建请求所请求创建的第一快照，则还可以判断该第一快照的存储路径的终点存储位置是否已存在于当前的快照路径图中。

若存在，且该终点存储位置为快照入口，即可将该终点存储位置以及该终点存储位置之后的快照入口作为目标快照入口发送给文件系统客户端。

若存在，但该终点存储位置不为快照入口，即可将该终端存储位置设置为快照入口，并将该终点存储位置的上一快照入口以及该终点存储位置作为目标快照入口，发送给文件系统客户端。

若不存在，即可将存储路径补充至快照路径图中，并将终点存储位置的上一快照入口以及终点存储位置作为目标快照入口，发送给文件系统客户端。

需要说明的是，在本申请实施例中，在任一存储位置内创建快照时，即会将该存储位置设置为快照入口。即在本申请实施例中，快照入口为存放有快照的存储位置，其可以但不限于通过进行存储位置标记等方式进行设置。

此时，各文件系统客户端在发现本地保存的标识值与文件系统传来的全局标识值不一致时，即可仅针对文件系统的这些目标快照入口所属的快照子集项域进行冻结操作。

需要说明的是，在本申请实施例中，快照入口为存放有快照的存储位置。在本申请实施例中，可以通过在相应存储位置上设置相关标记实现对于快照入口的设置。

还需要说明的是，在本申请实施例中，快照子集项域是指从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合，从而保证不同快照入口对应的快照子集项域不重叠。

示例性的，参见图3所示的快照路径图。在图3中，具有相同填充形态的节点即属于同一快照子集项域。例如，图3中，存储位置A、C、G、H构成的集合即为快照入口A对应的快照子集项域，存储位置B、E、I构成的集合即为快照入口B对应的快照子集项域，存储位置D、J构成的集合即为快照入口D对应的快照子集项域。

示例性的，假设当前时刻，快照路径图如图3所示，此时请求创建快照B1，请求的存储路径为/A/C/B，那么由于终端存储位置B已在快照路径图中且已设置为快照入口，因此实际只需冻结快照路径图中存储位置B以及存储位置B以后的所有区域即可。因此，根据图3所示的快照路径图，可以将存储位置B以及快照入口D作为目标快照入口发送给文件系统客户端，从而使得文件系统客户端可以仅冻结B对应的快照子集项域和D对应的快照子集项域。

示例性的，假设当前时刻，快照路径图如图3所示，请求创建快照K1，请求的存储路径为/A/C/F/K，那么根据图3所示的快照路径图，需要将存储路径/A/C/F/K补充至图3的快照路径图中，且由于需要在存储位置K处存放快照，因此存储位置K需要设置为快照入口，从而得到如图4所示的快照路径图(图4相比于图3而言，补充了F和K节点，且设置了快照入口K的对应的快照子集项域为存储位置K。应理解，在图4中，具有相同填充形态的节点即属于同一快照子集项域)。此时，由于需要在快照入口A所对应的快照子集项域中补充路径F/K，因此需要对快照入口A所对应的快照子集项域进行冻结，将快照入口A以及存储位置K作为目标快照入口发送给文件系统客户端，从而使得文件系统客户端可以仅冻结A对应的快照子集项域和K对应的快照子集项域。

应理解，在实际应该过程中，随着快照路径图中快照入口的更新，快照路径图中对应的各快照子集项域也会随之更新。比如，假设图4中，在存储位置G处创建了快照，那么会将存储位置G设置为快照入口，此时快照子集项域即更新为：快照入口A对应的快照子集项域为存储位置A、C、F构成的集合，快照入口G对应的快照子集项域为存储位置G、H构成的集合，其余快照子集项域保持不变。

在本申请实施例中，文件系统中随着对于快照的不断创建与删除，可以不断更新快照路径图，并不断更新各快照入口的对应快照子集项域。而在本申请实施例中，由于文件系统会将每一次更新后的全局标识值以及对应的目标快照入口发送给所有文件系统客户端，因此各文件系统客户端内即可以不断更新快照路径图，并不断更新各快照入口的对应快照子集项域，从而实现对于所需冻结的快照子集项域的确定。

应理解，在本申请实施例中，文件系统也可以将请求创建的快照的存储路径发送给各文件系统客户端，从而由各文件系统客户端进行目标快照入口的确定。确定方式与上述方式一致，在此不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中所述的冻结操作是指，文件系统客户端限制自身对于文件系统整体或文件系统的相关快照子集项域不具有除读操作以外的其余操作权限。

S102：在快照创建请求所指定的位置创建第一快照。

在本申请实施例中，在冻结文件系统后，发送快照创建请求的文件系统客户端即可发送对应的脏页给文件系统，从而文件系统将脏页保存至所指定的存储位置处，从而实现对于第一快照的创建。

需要注意的是，在本申请实施例中，若文件系统发现已创建有该快照创建请求所请求创建的第一快照，则表明无需进行该快照的创建，从而可以不更新全局标识值。

此时，一种可行的实施方式是，文件系统可以直接向发送该快照创建请求的文件系统客户端反馈表征该第一快照已被创建过的消息，从而使得该文件系统客户端放弃创建该第一快照。

此外，另一种可行的实施方式是，可以仍旧将最新的全局标识值发送给文件系统客户端。从而文件系统客户端在进行比较时，会发现本地保存的标识值与接收到的全局标识值一致，从而不进行冻结操作，也不进行脏页回刷操作。

需要说明的是，在本申请实施例中，文件系统客户端内还可以构建各快照入口对应的标识值，从而在收到文件系统发来的全局标识值和目标快照入口时，可以仅采用目标快照入口对应的各标识值来与全局标识值进行比对。同时在不一致时，更新该目标快照入口对应的各标识值为该全局标识值。这样，文件系统客户端即可依据各快照入口对应的标识值，实现对于各快照入口所属的快照子集项域中的快照情况是否发生改变的确定。

还需要注意的是，在实际应用过程中，除了创建快照的过程中会存在文件系统的冻结需求，在某些快照删除过程中，也存在有文件系统的冻结需求。

为此，在本申请实施例中，当文件系统收到文件系统客户端发来的快照删除请求时，若文件系统中确实存在有该快照删除请求所请求删除的第二快照，那么即可以判断该第二快照是否为第二快照所在存储位置的唯一快照。

若为唯一快照，那么则可以更新全局标识值，并发送给文件系统客户端，以使文件系统客户端对文件系统进行冻结操作。然后再删除该第二快照，并取消对该第二快照所在存储位置的快照入口设置，更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域。

需要说明的是，在本实施例中，文件系统可以在发送全局标识值时，通知各文件系统客户端去清除该第二快照所在存储位置的快照入口设置，并更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域。

若文件系统客户端中构建有各快照入口对应的标识值，则各文件系统客户端还可以清除该快照入口对应的标识值。

此外，在本申请实施例中，若请求删除的第二快照所在的存储位置，在快照路径图中为末端节点(即为快照路径图中不再具有下一级节点的节点，比如图3中的J、I、K、H节点)，则可以删除从该存储位置的上一快照入口至该存储位置的路径。比如对于图3而言，假设删除的第二快照为K节点的唯一快照，那么可以清除K节点的快照入口设置，并删除从A节点至K节点的路径(即从图中清除掉F节点和K节点，C节点由于连接有其余分支路径，故而保留)。

在本申请实施例中，若第二快照不为第二快照所在存储位置的唯一快照，则可以判断该第二快照是否为第二快照所在存储位置的最后一个快照。若是，则更新全局标识值，并发送给文件系统客户端，以使文件系统客户端对文件系统进行冻结操作，并删除该第二快照；否则，可以直接删除该第二快照。

应理解，在确定出该第二快照不是所在存储位置的最后一个快照时，也可以将原有的全局标识值发送给文件系统客户端。此时由于全局标识值未更新，文件系统客户端本地的标识值与该全局标识值的比对结果会是一致的，从而不会进行冻结操作。

需要说明的是，在删除快照的过程中，文件系统客户端冻结文件系统时，可以是冻结整个文件系统。此外，文件系统可以通知各文件系统客户端该第二快照所在存储位置(即目标快照入口)，从而文件系统客户端也可以是仅冻结文件系统中该目标快照入口所属的快照子集项域。

需要说明的是，本申请实施例的方案可以应用于具有文件系统和文件系统客户端的分布式系统中，也可以应用于单个电子设备中。在应用于单个电子设备中时，文件系统可以为电子设备内的文件系统，而文件系统客户端则可以为电子设备中面向用户的前端程序。

本申请实施例所提供的文件系统冻结方法和文件系统管理方法，由于文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中，会进行全局标识值更新。而文件系统客户端内也会保存有文件系统上一次发来的标识值，因此当比对文件系统返回的全局标识值和本地保存的标识值不一致时，即可判断出文件系统内正在创建快照创建请求所请求的快照，或正在删除快照删除请求所请求的快照，具有对文件系统进行冻结的需要，从而对文件系统进行冻结操作，使得脏页能准确可靠地回刷到磁盘。同时，该方法在文件系统不具有冻结需求时(比如删除存储位置的非最后一个快照时)，即不会更改全局标识值，从而文件系统客户端会得到与本地标识值相同的全局标识值，从而可以不用再执行文件系统冻结操作，从而可以避免无意义的文件系统冻结操作，节约计算资源。

此外，在本申请实施例的方案中，还可以实现仅针对文件系统中的部分区域进行冻结，从而可以缩小冻结范围，缩短回刷脏页的时间开销，提高快照写时复制的性能。

实施例二：

本实施例在实施例一的基础上，以一段具体的创建过程为例，为本申请做进一步示例说明。

请参见图5所示，在最初文件系统和文件系统客户端中快照路径图为空，此时全局标识值(sysver值)为0，文件系统客户端中配置根节点A的标识值(Isysver值)为0。需要说明的是，图中ino表示存储位置，sysver表中sysver值仅保存在文件系统中，ino与Isysver值的对应关系保存在文件系统客户端中。图5中小黑点为快照入口标记，表征该存储位置处具有快照。但是，根节点A为默认快照入口，其内可以不具有快照，故在图5中并未标记小黑点。

首先，假设文件系统接收到了创建快照B1的请求，请求中快照B1指定的存储路径为/A/C/B。由于当前快照路径图不存在存储路径/A/C/B，因此文件系统需更新快照路径图如图5第2行所示，更新sysver值为1。且由于快照B1的存储位置B并未存在于原本的快照路径图中，因此根据更新后的快照路径图，可确定快照入口B以及快照入口B的上一快照入口A为目标快照入口，然后将目标快照入口发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值1。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口A和B，以及更新后的sysver值1时，其内快照路径图仍为图5第1行所示，且记录的Isysver值为：inoA对应的Isysver值为0，且不存在inoB对应的Isysver值。显然，快照入口A和B的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端即更新快照路径图如图5第2行所示，并更新inoA对应的Isysver值为1，inoB对应的Isysver值为1，并冻结inoA和inoB的快照子集项域。此时，文件系统客户端即可发送快照B1的脏页至文件系统，文件系统保存快照B1的脏页至存储位置B。

在创建快照B1之后，假设文件系统接着又接收到了创建快照D2的请求，请求中快照D2指定的存储路径为/A/C/B/D。由于当前快照路径图(图5第2行所示)不存在存储路径/A/C/B/D，因此文件系统需更新快照路径图如图5第3行所示，更新sysver值为2。由于快照D2的存储位置D并未存在于原本的快照路径图中，因此根据更新后的快照路径图，可确定快照入口D以及快照入口D的上一快照入口B为目标快照入口，然后将目标快照入口发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值2。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口B和D，以及更新后的sysver值2时，其内快照路径图为如图5第2行所示，且记录的Isysver值为：inoB对应的Isysver值为1，且不存在inoD对应的Isysver值。显然，快照入口B和D的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端即更新快照路径图如图5第3行所示，并更新inoB和inoD对应的Isysver值为2，并冻结inoB和inoD的快照子集项域。此时，文件系统客户端即可发送快照D2的脏页至文件系统，文件系统保存快照D2的脏页至存储位置D。

在创建快照D2之后，假设文件系统接着又接收到了创建快照K3的请求，请求中快照K3指定的存储路径为/A/C/F/K。由于当前快照路径图(图5第3行所示)不存在存储路径/A/C/F/K，因此文件系统需更新快照路径图如图5第4行所示，更新sysver值为3。由于快照K3的存储位置K并未存在于原本的快照路径图中，因此根据更新后的快照路径图，可确定快照入口K以及快照入口K的上一快照入口A为目标快照入口，然后将目标快照入口发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值3。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口A和K，以及更新后的sysver值3时，其内快照路径图为如图5第3行所示，且记录的Isysver值为：inoA对应的Isysver值为1，且不存在inoK对应的Isysver值。显然，快照入口A和K的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端即更新快照路径图如图5第4行所示，并更新inoA和inoK对应的Isysver值为3，并冻结inoA和inoK的快照子集项域。此时，文件系统客户端即可发送快照K3的脏页至文件系统，文件系统保存快照K3的脏页至存储位置K。

在创建快照K3之后，假设文件系统接着又接收到了创建快照B4的请求，请求中快照B4指定的存储路径为/A/C/B。由于当前快照路径图(图5第4行所示)已存在存储路径/A/C/B，因此文件系统无需更新快照路径图(图5中第5行所示的快照路径图与第4行所示的快照路径图相同)，但更新sysver值为4。由于快照B4的存储位置B存在于原本的快照路径图中，因此根据快照路径图，可确定快照入口B以及快照入口B之后的所有快照入口(即快照入口D)为目标快照入口，然后将目标快照入口发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值4。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口B和D，以及更新后的sysver值4时，其内快照路径图为如图5第4行所示，且记录的Isysver值为：inoB对应的Isysver值为2，inoD对应的Isysver值为2。显然，快照入口B和D的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端无需更新快照路径图，但更新inoB和inoD对应的Isysver值为4，并冻结inoB和inoD的快照子集项域。此时，文件系统客户端即可发送快照B4的脏页至文件系统，文件系统保存快照B4的脏页至存储位置B。

在创建快照B4之后，假设文件系统接着又接收到了删除快照B4的请求。那么此时，由于快照B4所在存储位置B中存在两个快照，且快照B4为存储位置B中的最后一个快照，那么文件系统可以更新sysver值为5，且由于存储位置B中不止快照B4一个快照，因此无需更新快照路径图。此时，可以根据快照路径图将快照入口B以及快照入口B之后的所有快照入口(即快照入口D)作为目标快照入口，将目标快照入口B和D发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值5。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口B和D，以及更新后的sysver值5时，其内快照路径图为如图5第5行所示，且记录的Isysver值为：inoB对应的Isysver值为4，inoD对应的Isysver值为4。显然，快照入口B和D的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端无需更新快照路径图，但更新inoB和inoD对应的Isysver值为5(如图5第6行所示)，并冻结inoB和inoD的快照子集项域。此时，文件系统即可从存储位置B中删除快照B4。

在删除快照B4之后，假设文件系统接着又接收到了删除快照B1的请求。那么此时，由于快照B1所在存储位置B中当前仅存在一个快照，且存储位置B在快照图中并非是末端节点，因此可以更新快照路径图如图5第7行所示(取消存储位置B处的快照入口标记)，并更新sysver值为6。此外，文件系统可以根据更新前的快照路径图将快照入口B以及快照入口B之后的快照入口D作为目标快照入口，将目标快照入口B和D发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值6。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口B和D，以及更新后的sysver值6时，其内快照路径图为如图5第6行所示，且记录的Isysver值为：inoB对应的Isysver值为5，inoD对应的Isysver值为5。显然，快照入口B和D的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端无需更新快照路径图，但更新inoB和inoD对应的Isysver值为6，并冻结inoB和inoD的快照子集项域。此时，文件系统即可从存储位置B中删除快照B1。

需要注意的是，若在创建快照B4之后，文件系统接收到的并非是删除快照B4的请求，而是删除快照B1的请求，那么此时由于快照B1并非是存储位置B中的最后一个快照，因此文件系统可以直接进行快照B1的删除，而无需进行sysver值的更新，无需文件系统客户端进行冻结操作。

继续参见图5所示，假设在依次删除了快照B4和快照B1之后，文件系统接着又接收到了删除快照D2的请求。那么此时，由于快照D2所在存储位置D中当前仅存在一个快照，且存储位置D在快照图中是末端节点，因此可以更新快照路径图如图5第8行所示(删除从存储位置A至D的路径，此时由于A和C在A至K的路径中，因此更新后的快照路径图中仍然保留节点A和C)，并更新sysver值为7。此外，文件系统可以根据更新前的快照路径图将快照入口D作为目标快照入口，将目标快照入口D发送给各文件系统客户端，并发送更新后的sysver值7。

各文件系统客户端接收到文件系统发来的目标快照入口D，以及更新后的sysver值7时，其内快照路径图为如图5第7行所示，且记录的Isysver值为：inoD对应的Isysver值为6。显然，快照入口D的Isysver值与文件系统发来的sysver值不一致。此时，各文件系统客户端无需更新快照路径图，但更新inoD对应的Isysver值为7，并冻结inoD的快照子集项域。此时，文件系统即可从存储位置D中删除快照D2。

通过上述方案，在进行文件系统冻结时，可以仅针对创建快照或删除快照所需的快照子集项域进行冻结，而不需要对整个文件系统进行冻结，从而在一定程度上缩小了冻结范围，从而缩短了回刷脏页的时间开销，提高了快照写时复制的性能。

实施例三：

基于同一发明构思，本申请实施例中还提供文件系统冻结装置100和文件系统管理装置200。请参阅图6和图7所示，图6示出了采用图2所示的方法的文件系统冻结装置，图7示出了采用图1所示的方法的文件系统管理装置。应理解，装置100和装置200具体的功能可以参见上文中的描述，为避免重复，此处适当省略详细描述。装置100和装置200包括至少一个能以软件或固件的形式存储于存储器中或固化在装置100、装置200的操作系统中的软件功能模块。具体地：

参见图6所示，装置100应用于文件系统客户端上，包括：判断模块101和处理模块102。其中：

所述判断模块101，用于在接收到所述文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致；所述全局标识值为所述文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中更新的标识值，所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；

所述处理模块102，用于若不一致，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，并对所述文件系统进行冻结操作。

在本申请实施例中，所述处理模块102还用于接收所述文件系统返回的目标快照入口。所述处理模块102对所述文件系统进行冻结操作具体可以为：对所述文件系统的所述目标快照入口所属的快照子集项域进行冻结操作；所述快照子集项域为从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合；所述快照入口为存放有快照的存储位置。

在本申请实施例中，所述处理模块102还用于接收所述文件系统返回的目标快照入口。所述判断模块101具体用于判断本地保存的所述目标快照入口对应的标识值，是否与所述全局标识值一致。所述处理模块102具体用于将本地保存的所述目标快照入口对应的标识值更新为所述全局标识值。

参见图7所示，装置200应用于文件系统上，包括：标识值管理模块201和执行模块202。其中：

所述标识值管理模块201，用于在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；

所述执行模块202，用于在所述快照创建请求所指定的位置创建所述第一快照。

在本申请实施例的一种可行实施方式中，所述标识值管理模块201还用于，在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，判断所述第一快照的存储路径的终点存储位置是否已存在于当前的快照路径图中；若存在，且所述终点存储位置为快照入口，将所述终点存储位置以及所述终点存储位置之后的快照入口作为目标快照入口发送给所述文件系统客户端；所述快照入口为存放有快照的存储位置；若存在，但所述终点存储位置不为快照入口，将所述终端存储位置设置为快照入口，并将所述终点存储位置的上一快照入口以及所述终点存储位置作为目标快照入口，发送给所述文件系统客户端；若不存在，将所述存储路径补充至所述快照路径图中，并将所述终点存储位置的上一快照入口以及所述终点存储位置作为目标快照入口，发送给所述文件系统客户端。

在上述可行实施方式中，所述标识值管理模块201还用于，在将所述存储路径补充至所述快照路径图中时，更新所述快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域；所述快照子集项域为从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合。

在本申请实施例的一种可行实施方式中，所述标识值管理模块201还用于，在收到文件系统客户端发来的快照删除请求时，若存在有所述快照删除请求所请求删除的第二快照，且所述第二快照为所述第二快照所在存储位置的唯一快照：则，更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作。

所述执行模块202还用于，删除所述第二快照，并取消对所述第二快照所在存储位置的快照入口设置，更新所述快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域。

所述执行模块202还用于，若第二快照所在存储位置为所述快照路径图中的末端节点，则删除从存储位置的上一快照入口至该存储位置的路径。

在上述可行实施方式中，所述标识值管理模块201还用于，若所述第二快照不为所述第二快照所在存储位置的唯一快照，判断所述第二快照是否为所述第二快照所在存储位置的最后一个快照；若是，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作。所述执行模块202还用于，若是，在文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作后，删除所述第二快照。否则，删除所述第二快照。

需要理解的是，出于描述简洁的考量，部分实施例一中描述过的内容在本实施例中不再赘述。

实施例四：

本实施例提供了一种电子设备，参见图8所示，其包括处理器801、存储器802以及通信总线803。其中：

通信总线803用于实现处理器801和存储器802之间的连接通信。

处理器801用于执行存储器802中存储的一个或多个程序，以实现上述实施例一和/或实施例二中文件系统和/或文件系统客户端所执行的各步骤。

可以理解，图8所示的结构仅为示意，电子设备还可包括比图8中所示更多或者更少的组件，或者具有与图8所示不同的配置。

当本申请实施例中提供的方案应用于分布式系统中时，电子设备可以为文件系统(通常为服务器)，从而实现前述文件系统管理方法，或者可以为文件系统客户端(比如物理机等)，从而实现前述文件系统冻结方法。当本申请实施例中提供的方案应用于单个电子设备时，电子设备可以为诸如手机、电脑等具有文件系统且具体数据备份需求的设备。

本实施例还提供了一种可读存储介质，如软盘、光盘、硬盘、闪存、U盘、SD(SecureDigital Memory Card，安全数码卡)卡、MMC(Multimedia Card，多媒体卡)卡等，在该可读存储介质中存储有实现上述各个步骤的一个或者多个程序，这一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述实施例一和/或实施例二中文件系统和/或文件系统客户端所执行的各步骤。在此不再赘述。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置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，又例如，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通信接口，装置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。

另外，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。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

在本文中，多个是指两个或两个以上。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种文件系统冻结方法，其特征在于，应用于文件系统客户端上，包括：

在接收到所述文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致；所述全局标识值为所述文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中更新的标识值，所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；

若不一致，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，并对所述文件系统进行冻结操作。

2.如权利要求1所述的文件系统冻结方法，其特征在于，所述方法还包括：接收所述文件系统返回的目标快照入口；

对所述文件系统进行冻结操作，包括：

对所述文件系统的所述目标快照入口所属的快照子集项域进行冻结操作；所述快照子集项域为从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合；所述快照入口为存放有快照的存储位置。

3.如权利要求1所述的文件系统冻结方法，其特征在于，所述方法还包括：接收所述文件系统返回的目标快照入口；

所述判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致，包括：

判断本地保存的所述目标快照入口对应的标识值，是否与所述全局标识值一致；

对应的，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，包括：

将本地保存的所述目标快照入口对应的标识值更新为所述全局标识值。

4.一种文件系统管理方法，其特征在于，应用于文件系统中，包括：

在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；

在所述快照创建请求所指定的位置创建所述第一快照。

5.如权利要求4所述的文件系统管理方法，其特征在于，在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，所述方法还包括：

判断所述第一快照的存储路径的终点存储位置是否已存在于当前的快照路径图中；

若存在，且所述终点存储位置为快照入口，将所述终点存储位置以及所述终点存储位置之后的快照入口作为目标快照入口发送给所述文件系统客户端；所述快照入口为存放有快照的存储位置；

若存在，但所述终点存储位置不为快照入口，将所述终端存储位置设置为快照入口，并将所述终点存储位置的上一快照入口以及所述终点存储位置作为目标快照入口，发送给所述文件系统客户端；

若不存在，将所述存储路径补充至所述快照路径图中，并将所述终点存储位置的上一快照入口以及所述终点存储位置作为目标快照入口，发送给所述文件系统客户端。

6.如权利要求5所述的文件系统管理方法，其特征在于，在将所述存储路径补充至所述快照路径图中时，所述方法还包括：

更新所述快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域；所述快照子集项域为从一快照入口至下一快照入口的前一存储位置之间的所有存储位置构成的集合。

7.如权利要求4-6任一项所述的文件系统管理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在收到文件系统客户端发来的快照删除请求时，若存在有所述快照删除请求所请求删除的第二快照，且所述第二快照为所述第二快照所在存储位置的唯一快照：

则，更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；

删除所述第二快照，并取消对所述第二快照所在存储位置的快照入口设置，更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域。

8.如权利要求7所述的文件系统管理方法，其特征在于，更新快照路径图中各快照入口所属的快照子集项域，包括：

若所述第二快照所在存储位置为所述快照路径图中的末端节点，则删除从所述存储位置的上一快照入口至该存储位置的路径。

9.如权利要求7所述的文件系统管理方法，其特征在于，若所述第二快照不为所述第二快照所在存储位置的唯一快照，则所述方法还包括：

判断所述第二快照是否为所述第二快照所在存储位置的最后一个快照；

若是，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作，并删除所述第二快照；

否则，删除所述第二快照。

10.一种文件系统冻结装置，其特征在于，应用于文件系统客户端上，包括：判断模块和处理模块；

所述判断模块，用于在接收到所述文件系统返回的全局标识值时，判断本地保存的标识值是否与所述全局标识值一致；所述全局标识值为所述文件系统在每一次进行快照创建或删除操作的过程中更新的标识值，所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；

所述处理模块，用于若不一致，将所述本地保存的标识值更新为所述全局标识值，并对所述文件系统进行冻结操作。

11.一种文件系统管理装置，其特征在于，应用于文件系统中，包括：标识值管理模块和执行模块；

所述标识值管理模块，用于在接收到文件系统客户端发来的快照创建请求时，若未创建有所述快照创建请求所请求创建的第一快照，则更新全局标识值，并发送给所述文件系统客户端，以使所述文件系统客户端对所述文件系统进行冻结操作；所述全局标识值表征所述文件系统的最新状态；

所述执行模块，用于在所述快照创建请求所指定的位置创建所述第一快照。

12.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及通信总线；

所述通信总线用于实现处理器和存储器之间的连接通信；

所述处理器用于执行存储器中存储的一个或者多个程序，以实现如权利要求1至3任一项所述的文件系统冻结方法，或实现如权利要求4至9任一项所述的文件系统管理方法。

13.一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存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1至3任一项所述的文件系统冻结方法，或实现如权利要求4至9任一项所述的文件系统管理方法。

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