CN115686355A - 分区命名空间固态硬盘区域分配方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及数据处理技术领域，提供了一种分区命名空间固态硬盘区域分配方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，方法包括：从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间；对多个存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；将新建排序字符串表划分至ZNS固态硬盘的空闲存储区间。通过上述技术方案可以提高ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率。

Description

分区命名空间固态硬盘区域分配方法、装置及存储介质

技术领域

本申请实施例涉及但不限于数据处理技术领域，尤其涉及一种分区命名空间固态硬盘区域分配方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。

背景技术

分区命名空间(Zoned Name Space，ZNS)固态硬盘是从开放通道固态硬盘的基础上发展而来的，实现了把内存转换层从固态硬盘的内部迁移到上层的主机端，把固态硬盘的内部开放给主机端，这样用户就可以根据自身的需要而设计特定的内存转换层。目前的日志结构的合并树(Log Structured Merge Tree,LSM-Tree)存储引擎在归并过程中，ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率较低。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

为了解决上述背景技术中提到的问题，本申请实施例提供了一种分区命名空间固态硬盘区域分配方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以提高ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率。

第一方面，本申请实施例提供了一种分区命名空间固态硬盘区域分配方法，所述方法包括：

从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，每个所述存储区间对应一个等级；

对多个所述存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个所述排序字符串表中存储有键值数据；

将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，所述第一存储区间为所述ZNS固态硬盘中等级最高的所述存储区间；

对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；

将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间。

根据本申请提供的实施例的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，至少具有如下有益效果：首先从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，其中，每个存储区间对应一个等级；接着对多个存储区间分别进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；接着将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分到第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；接着对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理就可以得到至少一个新建排序字符串表；最后将得到的新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间中。通过上述技术方案，将键范围重叠的多个排序字符串表划分到同一个存储区间，在后续归并处理的过程中使得只有一个存储区间失效，从而有利于提高ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率。

根据本申请的一些实施例，所述对多个所述存储区间进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，包括：

获取各个所述存储区间的排序信息，所述排序信息表征所述存储区间的等级高低；

根据所述排序信息依次对多个所述存储区间进行数据读取处理，得到多个所述排序字符串表。

根据本申请的一些实施例，所述将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合之后，所述方法还包括：

基于多个所述存储区间构建存储区间集合；

根据每个所述存储区间中的所述排序字符串表的数量，对所述存储区间集合中的多个所述存储区间进行降序排序处理。

根据本申请的一些实施例，所述将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间，包括：

在所述存储区间集合中存在所述空闲存储区间的情况下，将所述新建排序字符串表划分至所述存储区间集合中排序第一的所述空闲存储区间中；

在所述存储区间集合中不存在所述空闲存储区间的情况下，在所述ZNS固态硬盘中创建新的所述存储区间并且将所述新建排序字符串表划分至新的所述存储区间中。

根据本申请的一些实施例，所述将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间之后，所述方法还包括：

对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行数据擦除处理，以使得所述第一存储区间被回收处理。

根据本申请的一些实施例，所述将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，包括：

对多个所述排序字符串表中的所述键值数据的键范围进行对比分析，得到键值范围对比信息；

根据所述键值范围对比信息将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至所述第一存储区间形成所述排序字符串集合。

根据本申请的一些实施例，所述对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表，包括：

对所述排序字符串表集合中的多个所述排序字符串表的所述键值数据进行分析处理得到最大键值数值和最小键值数值；

根据所述最大键值数值和所述最小键值数值，对所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个所述新建排序字符串表。

第二方面，本申请实施例还提供了一种分区命名空间固态硬盘区域分配装置，所述装置包括：

第一处理模块，用于从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，每个所述存储区间对应一个等级；

第二处理模块，用于对多个所述存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个所述排序字符串表中存储有键值数据；

第三处理模块，用于将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，所述第一存储区间为所述ZNS固态硬盘中等级最高的所述存储区间；

第四处理模块，用于对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；

第五处理模块，用于将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第一方面所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法。

第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于执行如上第一方面所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法。

本申请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，或者通过实施本申请而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法的流程图；

图2是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法中，对存储区间进行数据读取的流程图；

图3是本申请另一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法的流程图；

图4是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法中，对新建排序字符串表进行划分的流程图；

图5是本申请另一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法的流程图；

图6是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法中，生成排序字符串表集合的流程图；

图7是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法中，对排序字符串表集合进行归并处理的流程图；

图8是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配装置的示意图；

图9是本申请一个实施例提供的电子设备的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要注意的是，虽然在装置示意图中进行了功能模块划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

本申请实施例可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能(Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。

AI是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新的技术科学；人工智能是计算机科学的一个分支，人工智能企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能可以对人的意识、思维的信息过程的模拟。人工智能还是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。

人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、机器人技术、生物识别技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。

人工智能即为AI，AI是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。

人工智能技术所涉及的服务器可以是独立的服务器，也可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(Content Delivery Network，CDN)、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。

本申请提供了一种分区命名空间固态硬盘区域分配方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，首先从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，其中，每个存储区间对应一个等级；接着对多个存储区间分别进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；接着将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分到第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；接着对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理就可以得到至少一个新建排序字符串表；最后将得到的新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间中。通过上述技术方案，将键范围重叠的多个排序字符串表划分到同一个存储区间，在后续归并处理的过程中使得只有一个存储区间失效，从而有利于提高ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率。

本申请实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，涉及数据处理技术领域。本申请实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法可应用于终端中，也可应用于服务器端中，还可以是运行于终端或服务器端中的软件。在一些实施例中，终端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等；服务器端可以配置成独立的物理服务器，也可以配置成多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以配置成提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、CDN以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器；软件可以是实现分区命名空间固态硬盘区域分配方法的应用等，但并不局限于以上形式。

本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

需要说明的是，在本申请的各个具体实施方式中，当涉及到需要根据用户信息、用户行为数据，用户历史数据以及用户位置信息等与用户身份或特性相关的数据进行相关处理时，都会先获得用户的许可或者同意，而且，对这些数据的收集、使用和处理等，都会遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准。此外，当本申请实施例需要获取用户的敏感个人信息时，会通过弹窗或者跳转到确认页面等方式获得用户的单独许可或者单独同意，在明确获得用户的单独许可或者单独同意之后，再获取用于使本申请实施例能够正常运行的必要的用户相关数据。

下面结合附图，对本申请实施例作进一步阐述。

如图1所示，图1是本申请一个实施例提供的分区命名空间固态硬盘区域分配方法的流程图，该分区命名空间固态硬盘区域分配方法包括但不限于步骤S100至S500。

步骤S100，从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，每个存储区间对应一个等级；

步骤S200，对多个存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；

步骤S300，将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；

步骤S400，对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；

步骤S500，将新建排序字符串表划分至ZNS固态硬盘的空闲存储区间。

需要说明的是，首先从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，其中，每个存储区间对应一个等级；接着对多个存储区间分别进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；接着将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分到第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；接着对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理就可以得到至少一个新建排序字符串表；最后将得到的新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间中。通过上述技术方案，将键范围重叠的多个排序字符串表划分到同一个存储区间，在后续归并处理的过程中使得只有一个存储区间失效，从而有利于提高ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率。

需要说明的是，分区命名空间(Zoned Name Space，ZNS)固态硬盘的ZNS是从开放通道(Open Channel,OC)固态硬盘基础上发展而来的，实现了把闪存转换层(FlashTranslation Layer,FTL)从固态硬盘内部迁移到上层的主机端，把固态硬盘内部开放给主机端，这样用户就可以根据自身的需要，比较灵活地拥有符合自身的特定FTL。分区命名空间固态硬盘最主要的特点是将固态硬盘划分为若干个等长的存储区间，每个存储区间内必须以顺序的方式进行写入，每个存储区间有其独立的状态机进行管理。日志结构的合并树(Log Structured Merge Tree,LSM-Tree)存储引擎在归并过程中，需要为新创建的排序字符串表分配存储区间。

需要说明的是，在存储区间中有效的排序字符串表即为日志结构的合并树中的存在的排序字符串表；在存储区间中无效的排序字符串表即为日志结构的归并后已经不存在的排序字符串表；新建排序字符串表即为归并后生成的新的排序字符串表；在进行归并过程中首先要选择相应的排序字符串表；在ZNS固态硬盘中无效率过高就需要进行存储区间的回收处理。

值得注意的是，ZNS固态硬盘中的每个存储区间都有相应的生命周期，而这个生命周期是由写入存储区间的第一个排序字符串表的生命周期所决定的。

需要说明的是，ZNS固态硬盘中设置有多个存储区间，并且每个存储区间都会对应着一个等级；对ZNS固态硬盘中的多个存储区间分别进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据，而这些键值数据通过索引的方式关联着对应的存储数据；将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分到第一存储区间就会形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；将需要归并处理的排序字符串表划分到同一个存储区间中，在归并处理之后，该存储区间就会变成失效的存储区间，需要进行回收处理，减少了ZNS固态硬盘擦除需要回收存储区间的时候的有效数据拷贝，从而能够最大程度地提高ZNS固态硬盘的失效存储区间的回收效率。

值得注意的是，空闲存储区间是指ZNS固态硬盘中没有存储排序字符串表的存储区间；ZNS固态硬盘中可以有多个空闲存储区间，在将新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间中的时候，可以根据空闲存储区间的等级高低依次将得到的新建排序字符串表划分到相应的空闲存储区间中。示例性地，在归并处理之后得到第一新建排序字符串表和第二新建排序字符串表，而ZNS固态硬盘中优先级较高的第一空闲存储区间和优先级次高的第二空闲存储区间，就后续的划分处理操作中，将第一新建排序字符串表划分到第一空闲存储区间中，将第二新建排序字符串表划分到第二空闲存储区间中。

需要说明的是，排序字符串表是ZNS固态硬盘的基本存储单元，排序字符串表中可以存储有键值数据。

在一些实施例中，如图2所示，上述步骤S200可以包括但不限于步骤S210至步骤S220。

步骤S210，获取各个所述存储区间的排序信息，所述排序信息表征所述存储区间的等级高低；

步骤S220，根据所述排序信息依次对多个所述存储区间进行数据读取处理，得到多个所述排序字符串表。

需要说明的是，对多个存储区间进行数据读取的过程中，首先获取各个存储区间的排序信息，其中，排序信息用于表征存储区间的等级高低；接着根据排序信息依次对多个存储区间进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表。

值得注意的是，ZNS固态硬盘中的每个存储区间携带有排序信息，其中，排序信息表征存储区间的等级高低；示例性地，一个存储区间携带的排序信息为01，另外一个存储区间携带的排序信息为02，则排序信息为01的存储区间的等级比排序信息为02的存储区间的等级高。

可以理解的是，根据排序信息依次对多个存储区间进行数据读取处理，即根据存储区间的排序顺序依次对多个存储区间进行数据读取处理，就能够得到多个排序字符串表。

在一些实施例中，如图3所示，上述步骤S300之后还可以包括但不限于步骤S310至步骤S320。

步骤S310，基于多个存储区间构建存储区间集合；

步骤S320，根据每个存储区间中的排序字符串表的数量，对存储区间集合中的多个存储区间进行降序排序处理。

需要说明的是，在形成排序字符串表集合之后，还可以基于多个存储区间构建存储区间集合；接着根据每个存储区间中的排序字符串表的数量，对存储区间集合中的多个存储区间进行降序排序处理。

值得注意的是，将ZNS固态硬盘中的多个存储区间集合构建为存储区间集合；接着根据每个存储区间中的排序字符串表的数量，对存储区间集合中的多个存储区间进行降序排序处理；示例性地，在存储区间集合中的一个存储区间中的排序字符串表的数量为6个，在存储区间集合中的另一个存储区间中的排序字符串表的数量为5个，则将降序排序的过程中，就会将排序字符串表的数量为6个的存储区间排列在排序字符串表的数量为5个的存储区间之前。

在一些实施例中，如图4所示，上述步骤S500可以包括但不限于步骤S510和步骤S520。

步骤S510，在存储区间集合中存在空闲存储区间的情况下，将新建排序字符串表划分至存储区间集合中排序第一的空闲存储区间中；

步骤S520，在存储区间集合中不存在空闲存储区间的情况下，在ZNS固态硬盘中创建新的存储区间并且将新建排序字符串表划分至新的存储区间中。

需要说明的是，将新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间的时候，在存储区间集合中存在空闲存储区间的情况下，就会将新建排序字符串表划分到存储区间集合中排序第一的空闲存储区间中；在存储区间集合中不存储空闲存储区间的情况下，就会在ZNS固态硬盘中创建新的存储区间并且将新建排序字符串表划分到新的存储区间中。

值得注意的是，空闲存储区间即为没有存储排序字符串表的存储区间。在存储区间集合中存在空闲存储区间的情况下，将新建排序字符串表划分至存储区间集合中排序第一的空闲存储区间中，其中，排序第一的空闲存储区间即为等级最高的存储区间。

在一些实施例中，如图5所示，上述步骤S500之后还可以包括但不限于步骤S600。

步骤S600，对第一存储区间中的排序字符串表集合进行数据擦除处理，以使得第一存储区间被回收处理。

需要说明的是，在将新建排序字符串表划分到空闲存储区间之后，还会对第一存储区间中的排序字符串表集合进行数据擦除处理，将本来存储于第一存储区间中的排序字符串表集合进行删除处理，使得第一存储区间能够被回收处理，形成新的空闲存储区间，以对后续生成的新建排序字符串表进行存储处理。

值得注意的是，对第一存储区间中的排序字符串表集合进行数据擦除处理，就可以使得第一存储区间能够被回收利用，能够有效提高存储区间的回收效率。

在一些实施例中，如图6所示，上述步骤S300可以包括但不限于步骤S330和步骤S340。

步骤S330，对多个排序字符串表中的键值数据的键范围进行对比分析，得到键值范围对比信息；

步骤S340，根据键值范围对比信息将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串集合。

需要说明的是，在生成排序字符串表集合的过程中，首先对多个排序字符串表中的键值数据的键范围进行对比分析，得到键值范围对比信息；接着根据键值范围对比信息将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串划分到第一存储区间以形成排序字符串集合。

值得注意的是，对多个排序字符串表中的键值数据的键范围进行对比分析处理就能够得到键值范围对比信息；接着根据键值范围对比信息将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串划分到第一存储区间就会形成排序字符串集合；示例性地，一个排序字符串表中的键值数据的键范围为1-20，另外一个排序字符串表中的键值数据的键范围为3-25，则这两个排序字符串表就存在着键范围重叠的情况，就会将这两个排序字符串表划分至第一存储区间中。

在一些实施例中，如图7所示，上述步骤S400可以包括但不限于步骤S410和步骤S420。

步骤S410，对排序字符串表集合中的多个排序字符串表的键值数据进行分析处理得到最大键值数值和最小键值数值；

步骤S420，根据最大键值数值和最小键值数值，对排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表。

需要说明的是，在对排序字符串表集合进行归并处理的过程中，首先对排序字符串表的键值数据进行分析处理就可以得到最大键值数值和最小键值数值；接着基于最大键值数值和最小键值数值，对排序字符串表集合进行归并处理就能够得到至少一个新建排序字符串表。

可以理解的是，对排序字符串表集合中的多个排序字符串表的键值数据进行分析处理就可以得到最大键值数值和最小键值数值；示例性地，排序字符串表集合中的一个排序字符串表的键值范围为0-23，另外一个排序字符串表的键值范围为5-26，另外一个排序字符串表的键值范围为9-34，则会将0作为最小键值数值，34作为最大键值数值。后续进行归并处理生成的新建排序字符串表的键值范围不能超过0-34这一个键值范围，例如，可以生成2个新建排序字符串表，其中一个的新建排序字符串表的键值范围为0-16，另外一个新建排序字符串表的键值范围为17-34。

值得注意的是，当生成的新建排序字符串表的数量不止一个的时候，就会将生成的多个新建排序字符串表依次存储到空闲存储区间中。

另外，如图8所示，本申请的一个实施例还提供了一种分区命名空间固态硬盘区域分配装置10，包括：

第一处理模块100，用于从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，每个存储区间对应一个等级；

第二处理模块，用于对多个存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；

第三处理模块，用于将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；

第四处理模块，用于对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；

第五处理模块，用于将新建排序字符串表划分至ZNS固态硬盘的空闲存储区间。

需要说明的是，首先从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，其中，每个存储区间对应一个等级；接着对多个存储区间分别进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据；接着将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分到第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；接着对第一存储区间中的排序字符串表集合进行归并处理就可以得到至少一个新建排序字符串表；最后将得到的新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间中。通过上述技术方案，将键范围重叠的多个排序字符串表划分到同一个存储区间，在后续归并处理的过程中使得只有一个存储区间失效，从而有利于提高ZNS固态硬盘上的回收区域的回收效率。

需要说明的是，在存储区间中有效的排序字符串表即为日志结构的合并树中的存在的排序字符串表；在存储区间中无效的排序字符串表即为日志结构的归并后已经不存在的排序字符串表；新建排序字符串表即为归并后生成的新的排序字符串表；在进行归并过程中首先要选择相应的排序字符串表；在ZNS固态硬盘中无效率过高就需要进行存储区间的回收处理。

值得注意的是，ZNS固态硬盘中的每个存储区间都有相应的生命周期，而这个生命周期是由写入存储区间的第一个排序字符串表的生命周期所决定的。

需要说明的是，ZNS固态硬盘中设置有多个存储区间，并且每个存储区间都会对应着一个等级；对ZNS固态硬盘中的多个存储区间分别进行数据读取处理，就可以得到多个排序字符串表，其中，每个排序字符串表中存储有键值数据，而这些键值数据通过索引的方式关联着对应的存储数据；将键值数据的键范围重叠的多个排序字符串表划分到第一存储区间就会形成排序字符串表集合，其中，第一存储区间为ZNS固态硬盘中等级最高的存储区间；将需要归并处理的排序字符串表划分到同一个存储区间中，在归并处理之后，该存储区间就会变成失效的存储区间，需要进行回收处理，减少了ZNS固态硬盘擦除需要回收存储区间的时候的有效数据拷贝，从而能够最大程度地提高ZNS固态硬盘的失效存储区间的回收效率。

值得注意的是，空闲存储区间是指ZNS固态硬盘中没有存储排序字符串表的存储区间；ZNS固态硬盘中可以有多个空闲存储区间，在将新建排序字符串表划分到ZNS固态硬盘的空闲存储区间中的时候，可以根据空闲存储区间的等级高低依次将得到的新建排序字符串表划分到相应的空闲存储区间中。示例性地，在归并处理之后得到第一新建排序字符串表和第二新建排序字符串表，而ZNS固态硬盘中优先级较高的第一空闲存储区间和优先级次高的第二空闲存储区间，就后续的划分处理操作中，将第一新建排序字符串表划分到第一空闲存储区间中，将第二新建排序字符串表划分到第二空闲存储区间中。

该分区命名空间固态硬盘区域分配装置的具体实施方式与上述分区命名空间固态硬盘区域分配方法的具体实施例基本相同，在此不再赘述。

另外，如图9所示，本申请的一个实施例还提供了一种电子设备700，该设备包括：存储器720、处理器710及存储在存储器720上并可在处理器710上运行的计算机程序。

处理器710和存储器720可以通过总线或者其他方式连接。

实现上述实施例的分区命名空间固态硬盘区域分配方法所需的非暂态软件程序以及指令存储在存储器720中，当被处理器710执行时，执行上述各实施例的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至S500、图2中的方法步骤S210至S220、图3中的方法步骤S310至S320、图4中的方法步骤S510至S520、图5中的方法步骤S600、图6中的方法步骤S330至S340和图7中的方法步骤S410至S420。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中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，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模块来实现本实施例方案的目的。

此外，本申请的一个实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个处理器710或控制器执行，例如，被上述设备实施例中的一个处理器710执行，可使得上述处理器710执行上述实施例中的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至S500、图2中的方法步骤S210至S220、图3中的方法步骤S310至S320、图4中的方法步骤S510至S520、图5中的方法步骤S600、图6中的方法步骤S330至S340和图7中的方法步骤S410至S420。

上述各实施例可以结合使用，不同实施例之间名称相同的模块可相同可不同。

上述对本申请特定实施例进行了描述，其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，附图中描绘的过程不一定必须按照示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、设备、计算机可读存储介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本申请实施例提供的装置、设备、计算机可读存储介质与方法是对应的，因此，装置、设备、非易失性计算机存储介质也具有与对应方法类似的有益技术效果，由于上面已经对方法的有益技术效果进行了详细说明，因此，这里不再赘述对应装置、设备、计算机存储介质的有益技术效果。

在20世纪90年代，对于一个技术的改进可以很明显地区分是硬件上的改进(例如，对二极管、晶体管、开关等电路结构的改进)还是软件上的改进(对于方法流程的改进)。然而，随着技术的发展，当今的很多方法流程的改进已经可以视为硬件电路结构的直接改进。设计人员几乎都通过将改进的方法流程编程到硬件电路中来得到相应的硬件电路结构。因此，不能说一个方法流程的改进就不能用硬件实体模块来实现。例如，可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)(例如现场可编程门阵列(Field Programmable GateArray，FPGA))就是这样一种集成电路，其逻辑功能由用户对器件编程来确定。由设计人员自行编程来把一个数字系统“集成”在一片PLD上，而不需要请芯片制造厂商来设计和制作专用的集成电路芯片。而且，如今，取代手工地制作集成电路芯片，这种编程也多半改用“逻辑编译器(logic compiler)”软件来实现，它与程序开发撰写时所用的软件编译器相类似，而要编译之前的原始代码也得用特定的编程语言来撰写，此称之为硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)，而HDL也并非仅有一种，而是有许多种，如ABEL(Advanced Boolean Expression Language)、AHDL(Altera Hardware DescriptionLanguage)、Confluence、CUPL(Cornell University Programming Language)、HDCal、JHDL(Java Hardware Description Language)、Lava、Lola、MyHDL、PALASM、RHDL(RubyHardware Description Language)等，目前最普遍使用的是VHDL(Very-High-SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)与Verilog。本领域技术人员也应该清楚，只需要将方法流程用上述几种硬件描述语言稍作逻辑编程并编程到集成电路中，就可以很容易得到实现该逻辑方法流程的硬件电路。

控制器可以按任何适当的方式实现，例如，控制器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式，控制器的例子包括但不限于以下微控制器：ARC 625D、Atmel AT91SAM、Microchip PIC18F26K20以及Silicone Labs C8051F320，存储器控制器还可以被实现为存储器的控制逻辑的一部分。本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例阐明的系统、装置、模块或单元，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。一种典型的实现设备为计算机。具体的，计算机例如可以为个人计算机、膝上型计算机、蜂窝电话、相机电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器、导航设备、电子邮件设备、游戏控制台、平板计算机、可穿戴设备或者这些设备中的任何设备的组合。

为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请实施例时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本说明书是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(Flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带式磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(Transitory Media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

本申请实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本申请实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述方法包括：

从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，每个所述存储区间对应一个等级；

对多个所述存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个所述排序字符串表中存储有键值数据；

将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，所述第一存储区间为所述ZNS固态硬盘中等级最高的所述存储区间；

对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；

将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间。

2.根据权利要求1所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述对多个所述存储区间进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，包括：

获取各个所述存储区间的排序信息，所述排序信息表征所述存储区间的等级高低；

根据所述排序信息依次对多个所述存储区间进行数据读取处理，得到多个所述排序字符串表。

3.根据权利要求1所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合之后，所述方法还包括：

基于多个所述存储区间构建存储区间集合；

根据每个所述存储区间中的所述排序字符串表的数量，对所述存储区间集合中的多个所述存储区间进行降序排序处理。

4.根据权利要求3所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间，包括：

在所述存储区间集合中存在所述空闲存储区间的情况下，将所述新建排序字符串表划分至所述存储区间集合中排序第一的所述空闲存储区间中；

在所述存储区间集合中不存在所述空闲存储区间的情况下，在所述ZNS固态硬盘中创建新的所述存储区间并且将所述新建排序字符串表划分至新的所述存储区间中。

5.根据权利要求1所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间之后，所述方法还包括：

对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行数据擦除处理，以使得所述第一存储区间被回收处理。

6.根据权利要求1所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，包括：

对多个所述排序字符串表中的所述键值数据的键范围进行对比分析，得到键值范围对比信息；

根据所述键值范围对比信息将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至所述第一存储区间形成所述排序字符串集合。

7.根据权利要求1所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法，其特征在于，所述对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表，包括：

对所述排序字符串表集合中的多个所述排序字符串表的所述键值数据进行分析处理得到最大键值数值和最小键值数值；

根据所述最大键值数值和所述最小键值数值，对所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个所述新建排序字符串表。

8.一种分区命名空间固态硬盘区域分配装置，其特征在于，所述装置包括：

第一处理模块，用于从预设的分区命名空间ZNS固态硬盘中获取多个存储区间，每个所述存储区间对应一个等级；

第二处理模块，用于对多个所述存储区间分别进行数据读取处理，得到多个排序字符串表，其中，每个所述排序字符串表中存储有键值数据；

第三处理模块，用于将所述键值数据的键范围重叠的多个所述排序字符串表划分至第一存储区间形成排序字符串表集合，其中，所述第一存储区间为所述ZNS固态硬盘中等级最高的所述存储区间；

第四处理模块，用于对所述第一存储区间中的所述排序字符串表集合进行归并处理得到至少一个新建排序字符串表；

第五处理模块，用于将所述新建排序字符串表划分至所述ZNS固态硬盘的空闲存储区间。

9.一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，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中任意一项所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法。

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述计算机可执行指令用于执行权利要求1至7中任意一项所述的分区命名空间固态硬盘区域分配方法。

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