CN113157216B - 用于存储管理的方法、设备和计算机可读存储介质 - Google Patents

用于存储管理的方法、设备和计算机可读存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开的实施例涉及用于存储管理的方法、设备和计算机可读存储介质。该方法包括响应于在第一存储处理器处获取针对存储单位的访问请求，确定存储单位当前是否可访问，存储单位包括至少一个存储区。该方法还包括响应于存储单位当前不可访问，确定第一存储处理器是否具有对存储单位的访问权限。此外，该方法还包括响应于第一存储处理器不具有访问权限，向第二存储处理器请求访问权限，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限。

Description

用于存储管理的方法、设备和计算机可读存储介质
本申请是申请日为2017年04月17日、国家申请号为201710250539.6、发明名称为“用于存储管理的方法、设备和计算机可读存储介质”的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本公开的实施例总体涉及存储管理，具体涉及在多个存储处理器之间分配对存储单位的访问权限的方法和设备。
背景技术
在双控制器存储系统中，存在被称为存储处理器的两个控制器以向主机提供存储服务。通常，采用缓存镜像技术来确保缓存中的数据的安全性。缓存镜像的原理在于在两个存储处理器之间对缓存中的数据进行镜像，换句话说，在两个存储处理器的缓存中的数据被彼此备份。如何在两个或更多个存储处理器之间分配对缓存中的数据的访问权限，以实现存储系统的统一管理是具有挑战性的。
发明内容
本公开的实施例提供了用于存储管理的方法、设备和计算机可读介质。
在本公开的第一方面，提供了一种用于存储管理的方法。该方法包括：响应于在第一存储处理器处获取针对存储单位的访问请求，确定存储单位当前是否可访问，存储单位包括至少一个存储区；响应于存储单位当前不可访问，确定第一存储处理器是否具有对存储单位的访问权限；以及响应于第一存储处理器不具有访问权限，向第二存储处理器请求访问权限，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限。
在本公开的第二方面，提供了一种用于存储管理的方法。该方法包括：响应于在第一存储处理器处获取来自第二存储处理器的针对第一存储处理器的存储单位的访问权限的请求，确定当前是否允许授予第二存储处理器所请求的访问权限，存储单位包括至少一个存储区，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限；响应于允许授予所请求的访问权限，基于请求更新访问权限指示符，访问权限指示符指示第一存储处理器对存储单位的访问权限；以及向第二存储处理器发送指示授予所请求的访问权限的响应。
在本公开的第三方面，提供了一种用于存储管理的设备。该设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得设备执行动作，该动作包括：响应于在第一存储处理器处获取针对存储单位的访问请求，确定存储单位当前是否可访问，存储单位包括至少一个存储区；响应于存储单位当前不可访问，确定第一存储处理器是否具有对存储单位的访问权限；以及响应于第一存储处理器不具有访问权限，向第二存储处理器请求访问权限，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限。
在本公开的第四方面，提供了一种用于存储管理的设备。该设备包括至少一个处理单元和至少一个存储器。至少一个存储器被耦合到至少一个处理单元并且存储用于由至少一个处理单元执行的指令。该指令当由至少一个处理单元执行时使得设备执行动作，该动作包括：响应于在第一存储处理器处获取来自第二存储处理器的针对第一存储处理器的存储单位的访问权限的请求，确定当前是否允许授予第二存储处理器所请求的访问权限，存储单位包括至少一个存储区，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限；响应于允许授予所请求的访问权限，基于请求更新访问权限指示符，访问权限指示符指示第一存储处理器对存储单位的访问权限；以及向第二存储处理器发送指示授予所请求的访问权限的响应。
在本公开的第五方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读程序指令，计算机可读程序指令在被处理单元执行时使得该处理单元实现根据本公开的第一方面所描述的方法的任意步骤。
在本公开的第六方面，提供了一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读程序指令，计算机可读程序指令在被处理单元执行时使得该处理单元实现根据本公开的第二方面所描述的方法的任意步骤。
提供发明内容部分是为了以简化的形式来介绍对概念的选择，它们在下文的具体实施方式中将被进一步描述。发明内容部分无意标识本公开的关键特征或必要特征，也无意限制本公开的范围。
附图说明
通过结合附图对本公开示例性实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本公开示例性实施例中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了存储系统100的示例的示意图；
图2示出了缓存系统200的示例的示意图；
图3示出了根据本公开的实施例的缓存系统300的示例的示意图；
图4示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的方法400的流程图；
图5示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的方法500的流程图；
图6示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的装置600的框图；
图7示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的装置700的框图；以及
图8示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备800的示意性框图。
在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施例。虽然附图中显示了本公开的优选实施例，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
图1示出了存储系统100的示例的示意图。如图1所示，存储系统100可以包括：存储处理器110A和110B(在下文中统称为存储处理器110)、总线150和后端设备1601-160N(在下文中统称为后端设备160)。存储处理器110和后端设备160可以通过总线150连接。后端设备160可以是任何目前已知或者将来开发的非易失性存储介质，例如磁盘、固态盘(SSD)或磁盘阵列等等。
应用可以在存储处理器110A和110B中单独运行。存储处理器110A和110B可以彼此连接以交换数据，从而实现缓存镜像。存储处理器110A可以包括彼此连接的前端模块120A、缓存模块130A和后端模块140A，并且存储处理器110B可以包括彼此连接的前端模块120B、缓存模块130B和后端模块140B。
前端模块120A和120B(在下文中统称为前端模块120)可以对来自前端设备(例如，主机)的数据传输请求进行响应。当前端设备向存储系统100写入数据时，前端模块120可以接收到来自前端设备的写访问请求和待写入数据。此外，当前端设备从存储系统100读取数据时，前端模块120可以向前端设备发送读取确认和所请求的数据。
缓存模块130A和130B(在下文中统称为缓存模块130)可以提高读写性能。当数据被写入存储系统100时，数据可以不被直接写入后端设备160。相反，数据可以被临时存储在缓存模块130(例如DRAM)中，并且然后存储系统100可以向前端设备发送写入确认。然后，存储系统100可以经由后端模块140在适当的时间将缓存模块130中的数据冲刷到后端设备160。此外，当从存储系统100读取数据时，数据先前已经经由后端模块140从后端设备160读取到缓存模块130中，使得存储系统100可以从缓存模块130返回所请求的数据。
如上所述，由于存储系统100包括多于一个存储处理器110，并且采用了缓存镜像技术，因此在写操作中，一个存储处理器的缓存模块中的数据将被镜像到对等存储处理器的缓存模块中。例如，当数据被写入存储处理器110A的缓存模块130A中时，数据将被镜像到存储处理器110B的缓存模块130B中。在存储处理器110A从存储处理器110B接收到镜像完成的响应之后，存储处理器110A向前端设备发送写入确认。
此外，在读操作中，例如当从存储处理器110A的缓存模块130A读取数据时，存储处理器110A确定在本地缓存模块130A中是否存在所请求的数据。如果存在，则从缓存模块130A返回数据。如果不存在，则存储处理器110A确定对等存储处理器110B的缓存模块130B是否存在所请求的数据。如果所请求的数据存在于缓存模块130B中，则存储处理器110A将缓存模块130B中的数据镜像到缓存模块130A，并且从缓存模块130A返回数据。在所请求的数据在两个缓存模块130A和130B中都不存在的情况下，存储处理器110A从后端设备160加载数据，并且将数据存储在缓存模块130A中，然后从缓存模块130A返回数据。
然而，多于一个存储处理器110存在于存储系统100中可能导致如下后果：如果多于一个访问请求同时访问数据以及该数据的镜像，则可能影响存储系统100的数据一致性。为了避免这种情况，需要在访问数据之前确定该数据当前是否可访问。图2示出了可以用于确定数据当前是否可访问的缓存系统200的示例的示意图。
如图2所示，缓存系统200可以用作图1所示的缓存模块130A和130B。缓存模块130A可以包括至少一个存储单位210A，并且缓存模块130B可以包括至少一个存储单位210B(存储单位210A和210B在下文中统称为存储单位210)。存储单位210是缓存模块130的管理单位的示例。作为示例，存储单位210可以管理64KB数据。
缓存系统200还可以包括与存储单位210对应的至少一个访问指示符220。访问指示符220可以指示数据当前是否可访问。例如，在存储处理器110A访问存储单位210A之前，存储处理器110A经由访问指示符220确定存储单位210A是否可访问。在存储单位210A可访问的情况下，存储处理器110A访问存储单位210A，并且访问指示符220被更新以指示存储单位210当前不可访问。在该情况下，如果对等存储处理器110B意图访问作为存储单位210A的镜像的存储单位210B，则存储处理器110B经由访问指示符220确定存储单位210B不可访问。因此，存储处理器110B对存储单位210B的访问被拒绝。
然而，由于访问指示符220指示整个存储单位的可访问性。因此，针对较小的数据的访问，可访问性冲突将非常严重。大量可访问性冲突显著降低存储系统100的输入输出性能。
传统上，为了减少由较小的数据的访问导致的可访问性冲突，缓存系统200通常使用共享写入(Share Write)技术和虚拟引用(Virtual Reference)技术。
共享写入技术的原理在于，针对存储单位210的写访问请求是共享写访问请求。这允许多于一个写访问请求同时将数据写入存储单位及其对等存储单位。可以采用共享写入技术的前提条件在于，可以由前端模块120处理访问请求，使得在针对存储单位的先前的写访问请求完成之前，不存在对该存储单位及其对等存储单位的读或写访问请求。
虚拟引用技术的原理在于创建存储单位210的副本。对于读访问请求，如果由于先前的请求而使得存储单位210当前不可访问，则创建一个虚拟存储单位，并且将存储单位210的数据复制到该虚拟存储单位中。对存储单位210的后续访问将在该虚拟存储单位中进行。对于写访问请求，如果由于先前的请求而使得存储单位210当前不可访问，则创建一个虚拟存储单位，并且将数据写入该虚拟存储单位中。在先前的请求释放存储单位210之后，虚拟存储单位中的数据将被合并到存储单位210中。
然而，上述两种技术存在缺陷。共享写入技术的缺陷在于潜在的数据破坏。例如，在前端模块120意图同时对存储单位及其对等存储单位进行写访问的情况下，存储单位中的数据可能被两次写访问混合，并且因此数据被破坏。
虚拟引用技术的缺陷在于性能问题。如上所述，在使用虚拟引用技术的情况下，数据被复制到虚拟存储单位或从虚拟存储单位复制数据。数据复制将消耗中央处理单元(CPU)资源和存储器带宽，并且降低存储系统性能。
上述缺陷的根本原因在于确定数据是否当前可访问的方法和数据访问大小。如果不存在可访问性冲突或存在很少可访问性冲突，则将不再需要共享写入技术和虚拟引用技术。
为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的示例实施例提出了一种用于数据处理的方案。该方案利用针对存储单位的当前可访问指示符和访问权限指示符，以避免严重的可访问性冲突和潜在的数据破坏。此外，该方案在存储处理器不具有写访问权限时，将数据写入临时存储单位，从而减少数据复制。因此，该方法可以在两个或更多个存储处理器之间分配对缓存中的数据的访问权限，从而实现存储系统的统一管理，并且提高存储系统的性能和可靠性。
图3示出了根据本公开的实施例的缓存系统300的示例的示意图。应当理解，如图3所示的缓存系统300的结构和功能仅用于示例的目的，而不暗示对于本公开的范围的任何限制。本公开的实施例可以被体现在不同的结构和/或功能中。
缓存系统300可以用作图1所示的缓存模块130A和130B。与图2所示相同，缓存模块130A和130B可以分别包括至少一个存储单位210A和210B。如上所述，存储单位210可以作为缓存模块130的管理单位。与图2的不同之处在于，存储单位210A和210B可以分别包括至少一个存储区330A1-330AN和330B1-330BN(在下文中统称为存储区330)。作为示例，存储单位210可以包括128个存储区330。此外，与缓存模块130A和130B相同，存储单位210A和210B互为镜像，并且存储区330A1-330AN和330B1-330BN也互为镜像。
另外，存储单位210A和210B还可以分别包括与该至少一个存储区330A1-330AN和330B1-330BN分别对应的至少一个访问权限指示符310A1-310AN和310B1-310BN(在下文中统称为访问权限指示符310)、至少一个当前可访问指示符320A1-320AN和320B1-320BN(在下文中统称为当前可访问指示符320)、以及至少一个临时存储区340A1-340AN和340B1-340BN(在下文中统称为临时存储区340)。
访问权限指示符310可以指示本地存储处理器110对存储区330的访问权限，以用于在本地和对等存储处理器110之间分配访问权限。为了保证数据一致性，本地和对等存储处理器110具有互斥的写访问权限。当前可访问指示符320可以指示存储区330当前是否可访问。临时存储区340可以用于临时存储待写入数据。与存储单位210A和210B类似，临时存储单位350A和350B可以作为临时存储区340A1-340AN和340B1-340BN的管理单位。注意，临时存储区340仅在本地存储处理器110获取写访问请求，但是不具有对存储区330的访问权限时被创建。
通过使用访问权限指示符310和当前可访问指示符320，不需要对于针对存储区330的每次访问，在本地和对等存储处理器110之间分配和通知访问权限。仅当本地存储处理器110的访问权限指示符310指示本地存储处理器110不具有所获取的访问请求要求的对存储区330的访问权限时，本地存储处理器110向对等存储处理器110请求访问权限。
作为示例，当访问权限指示符310A指示本地存储处理器110A不具有所获取的访问请求要求的对存储区330A的访问权限时，本地存储处理器110A可以向对等存储处理器110B请求访问权限。在存储处理器110B获取针对访问权限的请求之后，其可以改变其访问权限指示符310B，并且可以向存储处理器110A发送指示授予访问权限的响应。
访问请求的类型可以包括写访问请求(也被称为独占式访问请求)和读访问请求(也被称为共享式访问请求)。访问权限指示符310可以指示写访问权限、读访问权限和不具有访问权限。当前可访问指示符320可以指示当前可写访问、当前可读访问和当前不可访问。
当前可访问指示符320的值取决于访问权限指示符310的值以及正在进行的访问请求的类型。在某些实施例中，如果本地存储处理器110的访问权限指示符310指示不具有访问权限，则本地存储处理器110的当前可访问指示符320仅可以指示当前不可访问。
如果本地存储处理器110的访问权限指示符310指示具有读访问权限，则本地存储处理器110的当前可访问指示符320可以指示当前可读访问或当前不可访问。当前可读访问意味着针对存储区330不存在访问请求或存在进行的至少一个读访问请求。而当前不可访问意味着针对存储区330存在至少一个写访问请求等待被执行。
如果本地存储处理器110的访问权限指示符310指示具有写访问权限，则本地存储处理器110的当前可访问指示符320可以指示当前可写访问、当前可读访问或当前不可访问。当前可写访问意味着不存在访问请求。当前可读访问意味着存在进行的至少一个读访问请求。当前不可访问意味着存在进行的一个写访问、或存在进行的至少一个读访问请求以及至少一个写访问请求等待被执行。
对于一个访问请求，其通常同时访问多个存储区330，因此可以针对存储区330同时分配访问权限。也就是说，针对一个访问请求的所有存储区330的访问权限都被同时分配，而不存在分配部分存储区330的访问权限的情况。这可以提高存储系统性能，并且避免由于访问请求彼此等待而导致的死锁。
在某些实施例中，在将存储单位210作为管理单位的情况下，可以将存储单位210作为访问权限的分配单位。例如，如上所述，存储单位210可以包括128个存储区。由于访问权限指示符310和当前可访问指示符320可以分别指示3种状态，因此可以分别使用2比特来表示。因此，针对一个存储单位210的访问权限指示符310和当前可访问指示符320可以分别使用128*2＝256比特来表示。在该情况下，针对访问权限指示符310和当前可访问指示符320的操作可以使用位图来实现。
通过上述描述可以看出，本公开的实施例能够利用针对存储区的当前可访问指示符和访问权限指示符，以避免严重的可访问性冲突和潜在的数据破坏。此外，本公开的实施例能够在本地存储处理器不具有写访问权限时，将数据写入临时存储单位，从而减少数据复制。因此，本公开的实施例能够在两个或更多个存储处理器之间分配对缓存中的数据的访问权限，从而实现存储系统的统一管理，并且提高存储系统的性能和可靠性。
以下将结合如图3所示的缓存系统300来进一步描述本公开的实施例。如上所述，为了实现存储系统的统一管理，并且提高存储系统的性能和可靠性，本公开的实施例提出利用针对存储区的当前可访问指示符、访问权限指示符和临时存储单位来在两个或更多个存储处理器之间分配对缓存中的数据的访问权限。
图4示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的方法400的流程图。不失一般性地，以存储处理器110A为例来描述方法400。此外，方法400还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框405，存储处理器110A响应于获取针对存储单位210A的访问请求，基于访问请求来更新当前可访问指示符320A。如上所述，存储单位210A是存储系统的管理单位，而针对存储单位210A执行的动作是针对存储区330A执行的。
在某些实施例中，存储处理器110A可以基于访问请求和当前可访问指示符320A的值来更新当前可访问指示符320A。如果访问请求是写访问请求，则将当前可访问指示符320A设置为当前不可访问，而不管当前可访问指示符320A指示当前可写访问还是当前可读访问。在当前可访问指示符320A指示当前可读访问时，将当前可访问指示符320A设置为当前不可访问的目的在于，防止可能的后续读访问。
如果访问请求是读访问请求并且当前可访问指示符320A指示当前可写访问，则将当前可访问指示符320A设置为当前可读访问，以指示存在进行的读访问。此外，如果当前可访问指示符320A指示当前不可访问，则不允许访问存储区330A，因此不需要更新当前可访问指示符320A。
在框410，存储处理器110A确定存储区330A当前是否可访问。在某些实施例中，存储处理器110A经由当前可访问指示符320A来确定存储区330A当前是否可访问。在当前可访问指示符320A指示当前可写访问时，写访问请求和读访问请求都被允许。在当前可访问指示符320A指示当前可读访问时，读访问请求被允许，而写访问请求被拒绝。在当前可访问指示符320A指示当前不可访问时，写访问请求和读访问请求都被拒绝。
如果存储区330A当前不可访问，则在框415，存储处理器110A确定存储处理器110A是否具有对存储区330A的访问权限。在某些实施例中，存储处理器110A经由访问权限指示符310A来确定存储处理器110A是否具有对存储区330A的访问权限。当访问权限指示符310A指示写访问权限时，写访问请求和读访问请求都被允许。当访问权限指示符310A指示读访问权限时，读访问请求被允许，而写访问请求被拒绝。当访问权限指示符310A指示不具有访问权限时，写访问请求和读访问请求都被拒绝。
如果存储处理器110A不具有访问权限，则在框420，存储处理器110A向存储处理器110B请求访问权限。在某些实施例中，在访问请求为写访问请求的情况下，存储处理器110A还获取待写入数据。在该情况下，存储处理器110A创建临时存储区340A，并且向临时存储区340A写入待写入数据。此外，存储处理器110A还向存储处理器110B发送待写入数据。进一步地，在框425，存储处理器110A将访问请求添加到等待队列中以等待执行。
在框430，响应于从存储处理器110B接收到指示授予访问权限的响应，存储处理器110A基于响应更新当前可访问指示符320A和访问权限指示符310A。在某些实施例中，存储处理器110A可以将当前可访问指示符320A和访问权限指示符310A设置为响应返回的访问权限。例如，在存储处理器110B分别返回写访问权限、读访问权限和不具有访问权限的情况下，将当前可访问指示符320A分别设置为当前可写访问、当前可读访问和当前不可访问，并且将访问权限指示符310A分别设置为写访问权限、读访问权限和不具有访问权限。
此外，在框435，存储处理器110A从等待队列获取等待执行的请求。在某些实施例中，存储处理器110A可以确定等待执行的请求是否被允许。如果被允许，则执行该请求。否则，存储处理器110A可以将该请求放回等待队列中，并且获取后续等待执行的请求。返回框415，如果存储处理器110A具有访问权限，则在框440，存储处理器110A将访问请求添加到等待队列中以等待执行。
进一步地，返回框410，如果确定存储区330A当前可访问，则在框445，存储处理器110A访问存储区330A。在某些实施例中，在访问请求为写访问请求的情况下，存储处理器110A将待写入数据从临时存储区340A写入存储区330A。
传统上，存储处理器110A首先向存储处理器110B请求写访问权限，并且在接收到指示授予写访问权限的响应之后，再次向存储处理器110B发送待写入数据以用于存储区镜像，并且直到存储处理器110A从存储处理器110B接收到镜像完成的响应之后，存储处理器110A才完成写入过程。然而，根据本公开的示例实施例，通过将待写入数据写入临时存储区340A中，可以同时实现请求写访问权限和存储区镜像，从而提高存储系统性能。
在框450，响应于访问存储区330A完成，存储处理器110A确定访问请求是否为写访问请求。如果访问请求不为写访问请求，则在框455，存储处理器110A确定针对存储区330A当前是否存在读访问请求。
如果针对存储区330A当前不存在读访问请求，则在框460，存储处理器110A基于访问权限指示符310A更新当前可访问指示符320A。例如，在访问权限指示符310A分别为写访问权限、读访问权限和不具有访问权限的情况下，可以将当前可访问指示符320A分别设置为当前可写访问、当前可读访问和当前不可访问。此外，在框465，存储处理器110A从等待队列获取等待执行的请求。
返回框450，如果访问请求为写访问请求，则在框470，存储处理器110A基于写访问请求更新当前可访问指示符320A。在某些实施例中，将当前可访问指示符320A设置为当前可写访问。此外，在框475，存储处理器110A从等待队列获取等待执行的请求。
图5示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的方法500的流程图。不失一般性地，以存储处理器110B为例来描述方法500。此外，方法500还可以包括未示出的附加动作和/或可以省略所示出的动作，本公开的范围在此方面不受限制。
在框510，响应于在存储处理器110B处获取来自存储处理器110A的针对存储处理器110B的存储单位210B的访问权限的请求，存储处理器110B确定当前是否允许授予存储处理器110A所请求的访问权限。如上所述，存储单位210B是存储系统的管理单位，而针对存储单位210B执行的动作是针对存储区330B执行的。在某些实施例中，在存储处理器110A向存储处理器110B请求写访问权限的情况下，存储处理器110B还从存储处理器110A接收到待写入数据。存储处理器110B创建临时存储区340B以将该待写入数据写入临时存储区340B中。
如果允许授予所请求的访问权限，则在框520，存储处理器110B基于请求更新访问权限指示符310B。在某些实施例中，如果存储处理器110A向存储处理器110B请求写访问权限，则存储处理器110B将访问权限指示符310B设置为不具有访问权限。在该情况下，在某些实施例中，存储处理器110B将待写入数据从临时存储区340B写入存储区330B。此外，如果存储处理器110A向存储处理器110B请求读访问权限，则存储处理器110B将访问权限指示符310B设置为读访问权限。
在框530，存储处理器110B向存储处理器110A发送指示授予所请求的访问权限的响应。返回框510，如果不允许授予所请求的访问权限，则存储处理器110B将请求添加到等待队列中以等待执行。
通过上述描述可以看出，本公开的实施例能够利用针对存储区的当前可访问指示符和访问权限指示符，以避免严重的可访问性冲突和潜在的数据破坏。此外，本公开的实施例能够在本地存储处理器不具有写访问权限时，将数据写入临时存储单位，从而减少数据复制。因此，本公开的实施例能够在两个或更多个存储处理器之间分配对缓存中的数据的访问权限，从而实现存储系统的统一管理，并且提高存储系统的性能和可靠性。
图6示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的装置600的框图。例如，如图1所示的存储处理器110A和110B中充当数据处理的请求方的任一项可以由装置600实现。如图6所示，装置600可以包括第一确定单元610，被配置为响应于在第一存储处理器处获取针对存储单位的访问请求，确定存储单位当前是否可访问，存储单位包括至少一个存储区。装置600还可以包括第二确定单元620，被配置为响应于存储单位当前不可访问，确定第一存储处理器是否具有对存储单位的访问权限。此外，装置600还可以包括请求单元630，被配置为响应于第一存储处理器不具有访问权限，向第二存储处理器请求访问权限，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限。
图7示出了根据本公开的实施例的用于数据处理的装置700的框图。例如，如图1所示的存储处理器110A和110B中充当数据处理的被请求方的任一项可以由装置700实现。如图7所示，装置700可以包括第三确定单元710，被配置为响应于在第一存储处理器处获取来自第二存储处理器的针对第一存储处理器的存储单位的访问权限的请求，确定当前是否允许授予第二存储处理器所请求的访问权限，存储单位包括至少一个存储区，第二存储处理器与存储单位的镜像存储单位关联，并且第一存储处理器与第二存储处理器具有互斥的写访问权限。装置700还可以包括更新单元720，被配置为响应于允许授予所请求的访问权限，基于请求更新访问权限指示符，访问权限指示符指示第一存储处理器对存储单位的访问权限。此外，装置700还可以包括发送单元730，被配置为向第二存储处理器发送指示授予所请求的访问权限的响应。
出于清楚的目的，在图6和/或图7中没有示出装置600和/或700的某些可选模块。然而，应当理解，上文参考图1-5所描述的各个特征同样适用于装置600和/或700。而且，装置600和/或700的各个模块可以是硬件模块，也可以是软件模块。例如，在某些实施例中，装置600和/或700可以部分或者全部利用软件和/或固件来实现，例如被实现为包含在计算机可读介质上的计算机程序产品。备选地或附加地，装置600和/或700可以部分或者全部基于硬件来实现，例如被实现为集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)、片上系统(SOC)、现场可编程门阵列(FPGA)等。本公开的范围在此方面不受限制。
图8示出了可以用来实施本公开内容的实施例的示例设备800的示意性框图。例如，如图1所示的存储处理器110A和110B中的任一项可以由设备800来实施。如图所示，设备800包括中央处理单元(CPU)810，其可以根据存储在只读存储器(ROM)820中的计算机程序指令或者从存储单元880加载到随机访问存储器(RAM)830中的计算机程序指令，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 830中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。CPU810、ROM 820以及RAM 830通过总线840彼此相连。输入/输出(I/O)接口850也连接至总线840。
设备800中的多个部件连接至I/O接口850，包括：输入单元860，例如键盘、鼠标等；输出单元870，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元880，例如磁盘、光盘等；以及通信单元890，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元890允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
上文所描述的各个过程和处理，例如方法400和/或500，可由处理单元810执行。例如，在一些实施例中，方法400和/或500可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元880。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM820和/或通信单元890而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序被加载到RAM 830并由CPU 810执行时，可以执行上文描述的方法400和/或500的一个或多个动作。
本公开可以是方法、装置、系统和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于执行本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络—包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理单元执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (20)

1.一种用于实现存储系统的统一管理的方法，包括：
响应于在存储处理器处接收到针对存储单位的访问请求，基于当前访问指示符的三个状态中的状态的值确定所述存储单位当前是否可访问，所述当前访问指示符的所述三个状态包括当前不可访问状态、当前可读访问状态和当前可写访问状态；
基于访问权限指示符的三个状态中的状态的值确定所述当前访问指示符的所述状态，所述访问权限指示符的所述三个状态包括不具有访问权限状态、读访问权限状态和写访问权限状态，所述当前访问指示符的所述三个状态和所述访问权限指示符的所述三个状态被配置为在两个或更多个存储处理器之间分配对所述存储单位的访问权限；
基于所确定的所述当前访问指示符的所述状态，执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一；并且
其中所述访问权限指示符的所述状态对应于所述读访问权限状态，并且其中基于所述访问权限指示符的所述状态确定所述当前访问指示符的所述状态包括：确定所述当前访问指示符的所述状态对应于(i)所述当前可读访问状态，和(ii)所述当前不可访问状态之一。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述访问权限指示符的所述状态对应于所述不具有访问权限状态，并且其中基于所述访问权限指示符的所述状态确定所述当前访问指示符的所述状态包括：确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，避免访问所述存储单位。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前可读访问状态的情况下，确定不存在针对所述存储单位的当前访问请求或者存在所述存储单位的至少一个正在进行的读访问。
5.根据权利要求4所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前可读访问状态的情况下，对所述存储单位进行读访问。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括：
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，确定存在至少一个写访问请求等待执行。
7.根据权利要求6所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，避免访问所述存储单位。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述访问权限指示符的所述状态对应于所述写访问权限状态，并且其中基于所述访问权限指示符的所述状态确定所述当前访问指示符的所述状态包括：确定所述当前访问指示符的所述状态对应于(i)所述当前可写访问状态，(ii)所述当前可读访问状态和(iii)所述当前不可访问状态之一。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前可写访问状态的情况下，确定不存在针对所述存储单位的当前访问请求。
10.根据权利要求9所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前可写访问状态的情况下，对所述存储单位进行写访问。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前可读访问状态的情况下，确定存在所述存储单位的至少一个正在进行的读访问。
12.根据权利要求11所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前可访问状态的情况下，对所述存储单位进行读访问。
13.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，确定存在所述存储单位的至少一个正在进行的写访问。
14.根据权利要求13所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，避免访问所述存储单位。
15.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，确定存在所述存储单位的至少一个正在进行的读访问并且存在至少一个写访问请求等待执行。
16.根据权利要求15所述的方法，其中执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一包括：在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，避免访问所述存储单位。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括：
用两位表示所述当前访问指示符的所述三个状态中的所述状态的所述值；
用两位表示所述访问权限指示符的所述三个状态中的所述状态的所述值；以及
用位图实现所述访问权限指示符和所述当前访问指示符的操作。
18.一种用于实现存储系统的统一管理的设备，包括：
存储器；和
存储处理器，被配置为执行来自所述存储器的程序指令以：
响应于接收到针对存储单位的访问请求，基于当前访问指示符的三个状态中的状态的值确定所述存储单位当前是否可访问，所述当前访问指示符的所述三个状态包括当前不可访问状态、当前可读访问状态和当前可写访问状态；
基于访问权限指示符的三个状态中的状态的值确定所述当前访问指示符的所述状态，所述访问权限指示符的所述三个状态包括不具有访问权限状态、读访问权限状态和写访问权限状态，所述当前访问指示符的所述三个状态和所述访问权限指示符的所述三个状态被配置为在两个或更多个存储处理器之间分配对所述存储单位的访问权限；
基于所确定的所述当前访问指示符的所述状态，执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一；并且
其中所述访问权限指示符的所述状态对应于所述读访问权限状态，并且其中基于所述访问权限指示符的所述状态确定所述当前访问指示符的所述状态包括：确定所述当前访问指示符的所述状态对应于(i)所述当前可读访问状态，和(ii)所述当前不可访问状态之一。
19.根据权利要求18所述的设备，其中所述访问权限指示符的所述状态对应于所述不具有访问权限状态，并且其中所述存储处理器还被配置为执行来自所述存储器的所述程序指令以：
确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态；以及
在已经确定所述当前访问指示符的所述状态对应于所述当前不可访问状态的情况下，避免访问所述存储单位。
20.一种计算机可读存储介质，存储有程序指令，所述程序指令在由存储处理器执行时使所述存储处理器执行方法，所述方法包括：
响应于接收到针对存储单位的访问请求，基于当前访问指示符的三个状态中的状态的值确定所述存储单位当前是否可访问，所述当前访问指示符的所述三个状态包括当前不可访问状态、当前可读访问状态和当前可写访问状态；
基于访问权限指示符的三个状态中的状态的值确定所述当前访问指示符的所述状态，所述访问权限指示符的所述三个状态包括不具有访问权限状态、读访问权限状态和写访问权限状态，所述当前访问指示符的所述三个状态和所述访问权限指示符的所述三个状态被配置为在两个或更多个存储处理器之间分配对所述存储单位的访问权限；以及
基于所确定的所述当前访问指示符的所述状态，执行访问所述存储单位和避免访问所述存储单位之一；并且
其中所述访问权限指示符的所述状态对应于所述读访问权限状态，并且其中基于所述访问权限指示符的所述状态确定所述当前访问指示符的所述状态包括：确定所述当前访问指示符的所述状态对应于(i)所述当前可读访问状态，和(ii)所述当前不可访问状态之一。
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