CN117370354A - 元数据树的快照、查询方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了元数据树的快照、查询方法、装置及电子设备，涉及数据处理技术领域，尤其涉及云计算及云数据库技术领域。具体实现方案为：获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。本方案中，能够实现对元数据树快照的有效创建，能够避免造成内存阻塞，保证系统正常运行。

Description

元数据树的快照、查询方法、装置及电子设备

技术领域

本公开涉及数据处理技术领域，尤其涉及云计算及云数据库技术领域，具体而言，本公开涉及一种元数据树的快照、查询方法、装置及电子设备。

背景技术

元数据树是基于元数据构建的树型数据结构，用于实现对元数据的管理。

元数据树需要定期进行快照(snapshot)操作，以便在系统故障时快速恢复元数据树。如何有效创建元数据树的快照，成为了一个重要的技术问题。

发明内容

本公开为了解决上述缺陷中的至少一项，提供了一种元数据树的快照、查询方法、装置及电子设备。

根据本公开的第一方面，提供了一种元数据树的快照方法，该方法包括：

获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；

基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。

根据本公开的第二方面，提供了一种元数据树的查询方法，该方法包括：

获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

根据本公开的第三方面，提供了一种元数据树的快照装置，该装置包括：

元数据树获取模块，用于获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

元数据树锁定模块，用于响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；

快照操作模块，用于基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。

根据本公开的第四方面，提供了一种元数据树的查询装置，该装置包括：

元数据树获取模块，用于获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

元数据查询模块，用于响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

根据本公开的第五方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：

至少一个处理器；以及

与上述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

存储器存储有可被上述至少一个处理器执行的指令，指令被上述至少一个处理器执行，以使上述至少一个处理器能够执行上述元数据树的快照或查询方法。

根据本公开的第六方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，该计算机指令用于使计算机执行上述元数据树的快照或查询方法。

根据本公开的第七方面，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时实现上述元数据树的快照或查询方法。

应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

附图说明

附图用于更好地理解本方案，不构成对本公开的限定。其中：

图1是相关技术中元数据树快照操作的流程示意图。

图2是本公开实施例提供的一种元数据树的快照方法的流程示意图；

图3是本公开实施例提供的一种基础元数据树的结构示意图；

图4是本公开实施例中提供的一种第一新增元数据树的结构示意图；

图5是本公开实施例提供的一种第二新增元数据树的结构示意图；

图6是本公开实施例提供的一种合并数据树的结构示意图；

图7是本公开实施例提供的一种元数据树的查询方法的流程示意图；

图8是本公开实施例提供的一种元数据树的快照装置的结构示意图；

图9是本公开实施例提供的一种元数据树的查询装置的结构示意图；

图10是用来实现本公开实施例的元数据树的快照或查询方法的电子设备的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

元数据树是基于元数据构建的树型数据结构，用于实现对元数据的管理。

快照(snapshot)，是指对系统状态的备份。用于在系统故障时基于快照数据快速恢复至快照时刻的系统状态。

元数据树需要定期进行快照操作，以便在系统故障时快速恢复元数据树。如何有效创建元数据树的快照，成为了一个重要的技术问题。

相关技术中，一般会在内存中维护一颗元数据树，在进行快照操作时，需要将用于存储元数据树的部分内存锁定，使得系统中这部分内存阻塞，影响系统的正常运行。

图1是相关技术中元数据树快照操作的流程示意图。如图1中所示，元数据管理服务即为系统中用于对元数据树进行管理的服务。快照点即快照时刻。系统运行状态信息，即为反映系统运行状态的元数据数据。

图1中，在达到快照时刻时，将用于存储元数据树的部分内存加锁，而后复制元数据树至缓存，在元数据树被复制完成后，可以将用于存储元数据树的部分内存解锁，同时基于缓存的元数据树创建快照数据。

图1所示的快照操作流程中，需要将存储元数据树的部分内存加锁，在加锁的时段内，系统中这部分内存阻塞，无法进行写入操作，影响系统的正常运行。

相关技术中，为避免在对元数据树进行快照操作时对内存加锁，一般会采用如下两种方式。

方式一：针对管理元数据树的主节点，基于分布式一致性协议(如Paxos协议、Raft协议等)建立学习节点(learner)，周期性地在学习节点执行快照操作，而后将生成的快照数据持久化存储。在需要恢复元数据树时，可以从学习节点拉取快照文件。

方式二：将元数据树存储于存储引擎，如键值(key-value)存储引擎。这种方式中由于存储引擎中本身即为持久化存储，无需额外进行快照数据持久化的操作。

上述方式虽然能够避免在对元数据树进行快照操作时对内存加锁，但是仍存在一些缺点。上述的方式一中，由于额外引入了学习节点，学习节点的部署成本以及后续的运维成本均较高，并且额外增加的学习节点也增加了节点管理的复杂度。上述的方式二中，将元数据树存储于存储引擎，从存储引擎中访问元数据树，相较于从内存中访问元数据树，访问速度会大大降低，导致系统响应速度慢。

本公开实施例提供的元数据树的快照、查询方法、装置及电子设备，旨在解决现有技术的如上技术问题中的至少一个。

图2示出了本公开实施例提供的一种元数据树的快照方法的流程示意图，如图2中所示，该方法主要可以包括：

步骤S210：获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

步骤S220：响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；

步骤S230：基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。

其中，第一快照数据为针对上一个快照时刻的元数据树所创建的快照数据，可以理解上一个快照时刻的元数据树的镜像文件。基于第一快照数据能够创建出基础元数据树，基础元数据所反映的是在基础元数据创建后未发生变更操作时元数据状态。

在基础元数据树被创建后，将基础元数据树锁定，即使得基础元数据树不会发生变更。

本公开实施例中，可以根据在基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作，生成第一增量元数据树。第一增量元数据树能够反映在基础元数据树被创建后元数据的状态变更。

元数据变更操作可以包括元数据新增操作与元数据删除操作。

本公开实施例中，快照时刻可以基于预设的快照触发条件确定，作为一个示例，快照触发条件为每隔预设时长触发。

本公开实施例中，在达到当前快照时刻时，可以锁定第一增量元数据树，即在当前快照时刻之后，第一增量元数据树不再发生变更。此时基础元数据树与第一增量元数据树均处于锁定状态，可以根据基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据，第二快照数据能够反映当前快照时刻的元数据状态。

本公开实施例中，可以在系统的内存中可以维护有基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树锁定，第一增量元数据树基于元数据变更操作创建。将基础元数据树以及第一增量元数据树结合，能够反映系统中的元数据状态，实现元数据管理。在当前快照时刻，可以使用基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树进行快照创建。本方案能够有效创建元数据树的快照，并且避免对内存加锁，避免造成系统阻塞。

本公开实施例提供的方法，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。本方案中，能够基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树创建快照数据，实现了对元数据树快照的有效创建，能够避免造成内存阻塞，保证系统正常运行。

本公开实施例中提供元数据树快照方法，能够解决因内存加锁造成的阻塞问题，并且可以主节点中完成的，相较于相关技术中引入学习节点方式，能够避免额外引入学习节点，避免造成部署成本以及运维成本均较高，并免因额外增加的学习节点增加节点管理的复杂度。相较于相关技术中采用存储引擎存储元数据树的方式，本方案是在主节点的内存中完成，能够有效保证元数据树的读取速度，保证系统具有较快响应速度。

本公开实施例中的元数据树可以包括但是不限于分布式文件系统中的目录树、分布式数据库中数据分片对应的元数据所构成的元数据树等。

以目录树为例，图3是本公开实施例提供的一种基础元数据树的结构示意图。图4是本公开实施例提供的一种第一新增元数据树的结构示意图。

如图3中所示，该基础元数据树为目录树，包括目录1、目录2、目录3、目录1下的一个索引节点以及目录2下的一个索引节点。目录1下的索引节点存储文件1的元数据，目录2下的索引节点存储文件2的元数据。

如图4中所示，该第一新增元数据树包括目录1、目录2、目录3，目录1下的一个索引节点以及目录2下的一个索引节点。目录1下的索引节点存储文件1的元数据以及文件3的元数据，目录2下的索引节点存储文件4的元数据。

作为一个示例，索引节点中还可以存储有元数据操作的操作类型。如图4中所示，目录1下的索引节点中存储有对文件1的操作类型为删除操作，并存储有对文件3的操作类型为新增操作。目录2下的索引节点中存储有对文件4的操作类型为新增操作。

本公开实施例中，可以在系统启动时，基于第一快照文件以及操作日志(mutation log)生成基础元数据树。操作日志中可以记录有自上一次快照时刻之后的元数据变更操作，可以基于第一快照文件创建初始基础元数据树，基于操作日志对初始基础元数据树进行回滚，得到基础元数据树。

本公开的一种可选方式中，在锁定第一增量元数据树之后，方法还包括：

基于在当前快照时刻之后的元数据变更操作，创建第二增量元数据树。

本公开实施例中，在锁定第一增量元数据树之后，为支持系统中的元数据变更操作的正常运行，可以基于当前快照时刻之后的元数据变更操作，创建第二增量元数据树。

通过第二增量元数据树，能够使得在进行快照操作的过程中，无需锁定内存，仍能够支持的元数据变更操作，从而实现在快照操作的过程中维持系统的正常运行。

本公开的一种可选方式中，上述方法还包括：

在创建第二快照数据的过程中，响应于接收到第一元数据查询请求，基于基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果。

本公开实施例中，在创建第二快照数据的过程中，系统内存中维护有基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树，基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树三者结合能够反映系统内的元数据状态。

在创建第二快照数据的过程中，若接收到第一元数据查询请求，可以根据基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树共同确定第一元数据查询结果。

作为一个示例，第一元数据查询请求可以为对元数据树中某路径下节点的查询请求。如列出元数据树中目录1下的节点。

本公开的一种可选方式中，第一增量元数据树的节点与第二增量元数据树的节点中均存储有元数据变更操作的操作类型，基于基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果，包括：

对基础元数据树进行元数据查询，得到第一子查询结果；

对第一增量元数据树进行元数据查询，得到第二子查询结果；

对第二增量元数据树进行元数据查询，得到第三子查询结果；

基于第二子查询结果包含的节点内所存储的操作类型以及基于第三子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对第一子查询结果、第二子查询结果以及第三子查询结果进行合并处理，得到第一元数据查询结果。

本公开实施例中，可以根据第一查询请求在基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树中分别进行查询，得到相应的子查询结果，而后基于操作类型对三个子查询结果进行合并，得到第一元数据的查询结果。

变更操作的操作类型可以包括新增操作与删除操作。

参照图4中示例，索引节点中存储有元数据操作的操作类型。其中，目录1下的索引节点中存储有对文件1的操作类型为删除操作，并存储有对文件3的操作类型为新增操作。目录2下的索引节点中存储有对文件4的操作类型为新增操作。

图5是本公开实施例提供的一种第二新增元数据树的结构示意图。

如图5中所示，该第二新增元数据树包括目录2以及目录2下的一个索引节点。目录2下的索引节点存储有文件4的元数据，并存储有对文件4的操作类型为删除操作。

参照图3、图4、图5中示例，第一元数据查询请求为：列出目录1下的文件。基于该第一元数据查询请求从基础元数据树中查询出的第一子查询结果为文件1。基于该第一元数据查询请求从第一增量元数据树中查询出的第二子查询结果为新增文件3，删除文件1。基于该第一元数据查询请求从第二增量元数据树中查询出的第二子查询结果为空。将第一子查询结果、第二子查询结果以及第三子查询结果进行合并处理，其中，由第二子查询结果中的删除文件1可知，当前对文件1已经进行了删除操作，即第一子查询结果中的文件1已被删除，从而确定出第一元数据查询结果为文件3。

参照图3、图4、图5中示例，第一元数据查询请求为：列出目录2下的文件。基于该第一元数据查询请求从基础元数据树中查询出的第一子查询结果为文件2。基于该第一元数据查询请求从第一增量元数据树中查询出的第二子查询结果为新增文件4。基于该第一元数据查询请求从第二增量元数据树中查询出的第三子查询结果为删除文件4。将第一子查询结果、第二子查询结果以及第三子查询结果进行合并处理，其中，由第二子查询结果中的新增文件4以及第三子查询结果中的删除文件4可知，当前对文件4进行了先新增后删除的操作，即第二子查询结果中的新增的文件4已被删除，从而确定出第一元数据查询结果为文件2。

本公开的一种可选方式中，在第二快照数据创建完成后，上述方法还包括：

基于第二快照数据，生成新的基础元数据树，并将第二增量元数据树作为新的第一增量元数据树。

本公开实施例中，在生成第二快照数据之后，可以生成新的基础元数据树，并将第二增量元数据树作为新的第一增量元数据树。同时将原来的基础元数据树与原来的第一增量元数据树删除，即通过新的基础元数据树替换原来的基础元数据树，通过新的第一增量元数据树替换原来的第一增量元数据树，使得在快照操作完成后，系统内恢复至维护有基础元数据树以及第一增量元数据树的状态。

本公开的一种可选方式中，上述方法还包括：

在创建第二快照数据之前或者第二快照数据创建完成后，响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

本公开实施例中，在创建第二快照数据之前或者第二快照数据创建完成后，即在未处于快照操作过程中时，基础元数据树以及第一增量元数据树结合能够反映系统内元数据状态。此时如果接收到第二元数据查询请求，可以基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

作为一个示例，第二元数据查询请求可以为对元数据树中某路径下节点的查询请求。如列出元数据树中目录1下的节点。

本公开的一种可选方式中，第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果，包括：

对基础元数据树进行元数据查询，得到第四子查询结果；

对第一增量元数据树进行元数据查询，得到第五子查询结果；

基于第五子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对第四子查询结果及第五子查询结果进行合并处理，得到第二元数据查询结果。

本公开实施例中，可以根据第二查询请求在基础元数据树以及第一增量元数据树中分别进行查询，得到相应的子查询结果，而后基于操作类型对两个子查询结果进行合并，得到第二元数据的查询结果。

参照图3、图4中示例，第二元数据查询请求为列出目录1下的文件。基于该第一元数据查询请求从基础元数据树中查询出的第四子查询结果为文件1。基于该第二元数据查询请求从第一增量元数据树中查询出的第五子查询结果为新增文件3，删除文件1。将第四子查询结果与第五子查询结果进行合并处理，其中，由第五子查询结果中的删除文件1可知，当前对文件1已经进行了删除操作，即第四子查询结果中的文件1已被删除，从而确定出第二元数据查询结果为文件3。

本公开的一种可选方式中，基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据，包括：

基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，构建合并元数据树；

基于合并元数据树创建第二快照数据。

本公开实施例中，在创建第二快照数据时，可以先将基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树合并，构建合并元数据树。

基础元数据所反映的是在基础元数据创建后未发生变更操作时元数据状态。第一增量元数据树能够反映在基础元数据树被创建后元数据的状态变更。将基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树合并，得到的合并元数据树能够反映当前快照时刻系统内元数据状态。通过基于合并元数据树创建快照，能够实现对当前快照时刻系统内元数据状态的备份。

本公开实施例中，创建第二快照数据的操作可以在系统内存中进行，在完成第二快照数据的创建后，可以将第二快照数据进行持久化处理，以便在系统故障时及时获取第二快照数据，基于第二快照数据快速恢复当前快照时刻的元数据树。

本公开实施例中，第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，可以根据元数据变更操作的操作类型将基础元数据树与第一增量元数据树中合并。

作为一个示例，图6是本公开实施例提供的一种合并元数据树的结构示意图。图6中的合并元数据树是由图3中的基础元数据树与图4中的第一新增元数据树数据树合并得到。

参照图3、4中示例，图3中的基础元数据树包括目录1、目录2、目录3、目录1下的一个索引节点以及目录2下的一个索引节点。目录1下的索引节点存储文件1的元数据，目录2下的索引节点存储文件2的元数据。图4中的第一新增元数据树数据树包括目录1、目录2、目录3，目录1下的一个索引节点以及目录2下的一个索引节点。目录1下的索引节点存储文件1的元数据以及文件3的元数据，目录2下的索引节点存储文件4的元数据。目录1下的索引节点中存储有对文件1的操作类型为删除操作，并存储有对文件3的操作类型为新增操作。目录2下的索引节点中存储有对文件4的操作类型为新增操作。

由图4中的第一增量元数据树中存储的元数据变更操作的操作类型可知，在基础元数据树被创建后，系统中发生了对文件1的删除操作，以及对文件3、文件4的新增操作，因此在将基础元数据树与第一增量元数据树合并时，可以将图3中基础元数据树中目录1下的索引节点中的文件1删除，在图3中基础元数据树中目录1下的索引节点中新增文件3，在图3中基础元数据树中目录2下的索引节点中新增文件4，从而得到图6中所示的合并后元数据树。

图7示出了本公开实施例提供的一种元数据树的查询方法的流程示意图，如图7中所示，该方法主要可以包括：

步骤S710:获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

步骤S720:响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

其中，第一快照数据为针对上一个快照时刻的元数据树所创建的快照数据，可以理解上一个快照时刻的元数据树的镜像文件。基于第一快照数据能够创建出基础元数据树，基础元数据所反映的是在基础元数据创建后未发生变更操作时元数据状态。

在基础元数据树被创建后，将基础元数据树锁定，即使得基础元数据树不会发生变更。

本公开实施例中，可以根据在基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作，生成第一增量元数据树。第一增量元数据树能够反映在基础元数据树被创建后元数据的状态变更。

元数据变更操作可以包括元数据新增操作与元数据删除操作。

本公开实施例中，在未处于快照操作过程中时，可以在系统的内存中可以维护有基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树锁定，第一增量元数据树基于元数据变更操作创建。将基础元数据树以及第一增量元数据树结合，能够反映系统中的元数据状态，实现元数据管理。此时如果接收到第二元数据查询请求，可以基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

作为一个示例，第二元数据查询请求可以为对元数据树中某路径下节点的查询请求。如列出元数据树中目录1下的节点。

本公开实施例提供的方法，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于上一次快照时刻之后发生的元数据变更操作创建的；响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。本方案中，能够基于基础元数据树与第一增量元数据树实现对元数据的有效管理，为创建快照数据提供基础，并且能够基于基础元数据树与第一增量元数据树实现元数据查询操作，保证系统正常运行。

本公开的一种可选方式中，第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果，包括：

对基础元数据树进行元数据查询，得到第四子查询结果；

对第一增量元数据树进行元数据查询，得到第五子查询结果；

基于第五子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对第四子查询结果及第五子查询结果进行合并处理，得到第二元数据查询结果。

本公开实施例中，可以根据第二查询请求在基础元数据树以及第一增量元数据树中分别进行查询，得到相应的子查询结果，而后基于操作类型对两个子查询结果进行合并，得到第二元数据的查询结果。

参照图3、图4中示例，第二元数据查询请求为列出目录1下的文件。基于该第一元数据查询请求从基础元数据树中查询出的第四子查询结果为文件1。基于该第二元数据查询请求从第一增量元数据树中查询出的第五子查询结果为新增文件3，删除文件1。将第四子查询结果与第五子查询结果进行合并处理，其中，由第五子查询结果中的删除文件1可知，当前对文件1已经进行了删除操作，即第四子查询结果中的文件1已被删除，从而确定出第二元数据查询结果为文件3。

基于与图2中所示的方法相同的原理，图8示出了本公开实施例提供的一种元数据树的快照装置的结构示意图，如图8所示，该元数据树的快照装置80可以包括：

元数据树获取模块810，用于获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

元数据树锁定模块820，用于响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；

快照操作模块830，用于基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。

本公开实施例提供的装置，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。本方案中，能够基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树创建快照数据，实现了对元数据树快照的有效创建，能够避免造成内存阻塞，保证系统正常运行。

可选地，上述装置还包括：

第二增量元数据树创建模块，用于在锁定第一增量元数据树之后，基于在当前快照时刻之后的元数据变更操作，创建第二增量元数据树。

可选地，上述装置还包括：

第一元数据查询模块，用于在创建第二快照数据的过程中，响应于接收到第一元数据查询请求，基于基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果。

可选地，第一增量元数据树的节点与第二增量元数据树的节点中均存储有元数据变更操作的操作类型，元数据查询模块在基于基础元数据树、第一增量元数据树以及第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果时，具体用于：

对基础元数据树进行元数据查询，得到第一子查询结果；

对第一增量元数据树进行元数据查询，得到第二子查询结果；

对第二增量元数据树进行元数据查询，得到第三子查询结果；

基于第二子查询结果包含的节点内所存储的操作类型以及基于第三子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对第一子查询结果、第二子查询结果以及第三子查询结果进行合并处理，得到第一元数据查询结果。

可选地，上述装置还包括：

元数据树更新模块，用于在第二快照数据创建完成后，基于第二快照数据，生成新的基础元数据树，并将第二增量元数据树作为新的第一增量元数据树。

可选地，上述装置还包括：

第二元数据查询模块，用于在创建第二快照数据之前或者第二快照数据创建完成后，响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

可选地，第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，第二元数据查询模块在基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果时，具体用于：

对基础元数据树进行元数据查询，得到第四子查询结果；

对第一增量元数据树进行元数据查询，得到第五子查询结果；

基于第五子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对第四子查询结果及第五子查询结果进行合并处理，得到第二元数据查询结果。

可选地，快照操作模块具体用于：

基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，构建合并元数据树；

基于合并元数据树创建第二快照数据。

可选地，基础元数据树包括以下任一项：

分布式文件系统中的目录树；

分布式数据库中数据分片对应的元数据所构成的元数据树。

可以理解的是，本公开实施例中的元数据树的快照装置的上述各模块具有实现图2中所示的实施例中的元数据树的快照方法相应步骤的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。上述模块可以是软件和/或硬件，上述各模块可以单独实现，也可以多个模块集成实现。对于上述元数据树的快照装置的各模块的功能描述具体可以参见图2中所示实施例中的元数据树的快照方法的对应描述，在此不再赘述。

基于与图7中所示的方法相同的原理，图9示出了本公开实施例提供的一种元数据树的查询装置的结构示意图，如图9所示，该元数据树的查询装置90可以包括：

元数据树获取模块910，用于获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

元数据查询模块920，用于响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

本公开实施例提供的装置，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于上一次快照时刻之后发生的元数据变更操作创建的；响应于接收到第二元数据查询请求，基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。本方案中，能够基于基础元数据树与第一增量元数据树实现对元数据的有效管理，为创建快照数据提供基础，并且能够基于基础元数据树与第一增量元数据树实现元数据查询操作，保证系统正常运行。

可选地，第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，元数据查询模块在基于基础元数据树以及第一增量元数据树确定第二元数据查询结果时，具体用于：

对基础元数据树进行元数据查询，得到第四子查询结果；

对第一增量元数据树进行元数据查询，得到第五子查询结果；

基于第五子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对第四子查询结果及第五子查询结果进行合并处理，得到第二元数据查询结果。

可以理解的是，本公开实施例中的元数据树的查询装置的上述各模块具有实现图7中所示的实施例中的元数据树的查询方法相应步骤的功能。该功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。该硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。上述模块可以是软件和/或硬件，上述各模块可以单独实现，也可以多个模块集成实现。对于上述元数据树的查询装置的各模块的功能描述具体可以参见图7中所示实施例中的元数据树的查询方法的对应描述，在此不再赘述。

本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供和公开等处理，均符合相关法律法规的规定，且不违背公序良俗。

根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备、一种可读存储介质和一种计算机程序产品。

该电子设备包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如本公开实施例提供的元数据树的快照或查询方法。

该电子设备与现有技术相比，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。本方案中，能够基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树创建快照数据，实现了对元数据树快照的有效创建，能够避免造成内存阻塞，保证系统正常运行。

该可读存储介质为存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，计算机指令用于使计算机执行如本公开实施例提供的元数据树的快照或查询方法。

该可读存储介质与现有技术相比，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。本方案中，能够基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树创建快照数据，实现了对元数据树快照的有效创建，能够避免造成内存阻塞，保证系统正常运行。

该计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现如本公开实施例提供的元数据树的快照或查询方法。

该计算机程序产品与现有技术相比，通过获取基础元数据树以及第一增量元数据树，基础元数据树是基于第一快照数据创建，基础元数据树在创建后被锁定，第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，第一增量元数据树是基于基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；响应于达到当前快照时刻，锁定第一增量元数据树；基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树，创建第二快照数据。本方案中，能够基于基础元数据树以及锁定后的第一增量元数据树创建快照数据，实现了对元数据树快照的有效创建，能够避免造成内存阻塞，保证系统正常运行。

图10示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备1000的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。

如图10所示，电子设备1000包括计算单元1010，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1020中的计算机程序或者从存储单元1080加载到随机访问存储器(RAM)1030中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 1030中，还可存储设备1000操作所需的各种程序和数据。计算单元1010、ROM 1020以及RAM 1030通过总线1040彼此相连。输入/输出(I/O)接口1050也连接至总线1040。

设备1000中的多个部件连接至I/O接口1050，包括：输入单元1060，例如键盘、鼠标等；输出单元1070，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元1080，例如磁盘、光盘等；以及通信单元1090，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元1090允许设备1000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。

计算单元1010可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元1010的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元1010执行本公开实施例中所提供的元数据树的快照或查询方法。例如，在一些实施例中，执行本公开实施例中所提供的元数据树的快照或查询方法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1080。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 1020和/或通信单元1090而被载入和/或安装到设备1000上。当计算机程序加载到RAM 1030并由计算单元1010执行时，可以执行本公开实施例中所提供的元数据树的快照或查询方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元1010可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行本公开实施例中所提供的元数据树的快照或查询方法。

本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。

用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。

在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。

为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。

可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。

计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

上述具体实施方式，并不构成对本公开保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本公开的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本公开保护范围之内。

Claims (20)

1.一种元数据树的快照方法，包括：

获取基础元数据树以及第一增量元数据树，所述基础元数据树是基于第一快照数据创建，所述基础元数据树在创建后被锁定，所述第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，所述第一增量元数据树是基于所述基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

响应于达到当前快照时刻，锁定所述第一增量元数据树；

基于所述基础元数据树以及锁定后的所述第一增量元数据树，创建第二快照数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述锁定所述第一增量元数据树之后，所述方法还包括：

基于在所述当前快照时刻之后的元数据变更操作，创建第二增量元数据树。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在所述创建第二快照数据的过程中，响应于接收到第一元数据查询请求，基于所述基础元数据树、所述第一增量元数据树以及所述第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述第一增量元数据树的节点与所述第二增量元数据树的节点中均存储有元数据变更操作的操作类型，所述基于所述基础元数据树、所述第一增量元数据树以及所述第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果，包括：

对所述基础元数据树进行元数据查询，得到第一子查询结果；

对所述第一增量元数据树进行元数据查询，得到第二子查询结果；

对所述第二增量元数据树进行元数据查询，得到第三子查询结果；

基于所述第二子查询结果包含的节点内所存储的操作类型以及基于所述第三子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对所述第一子查询结果、第二子查询结果以及第三子查询结果进行合并处理，得到第一元数据查询结果。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的方法，其中，在所述第二快照数据创建完成后，所述方法还包括：

基于所述第二快照数据，生成新的所述基础元数据树，并将所述第二增量元数据树作为新的所述第一增量元数据树。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，还包括：

在创建所述第二快照数据之前或者所述第二快照数据创建完成后，响应于接收到第二元数据查询请求，基于所述基础元数据树以及所述第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，所述基于所述基础元数据树以及所述第一增量元数据树确定第二元数据查询结果，包括：

对所述基础元数据树进行元数据查询，得到第四子查询结果；

对所述第一增量元数据树进行元数据查询，得到第五子查询结果；

基于所述第五子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对所述第四子查询结果及第五子查询结果进行合并处理，得到第二元数据查询结果。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中，所述基于所述基础元数据树以及锁定后的所述第一增量元数据树，创建第二快照数据，包括：

基于所述基础元数据树以及锁定后的所述第一增量元数据树，构建合并元数据树；

基于所述合并元数据树创建第二快照数据。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中，所述基础元数据树包括以下任一项：

分布式文件系统中的目录树；

分布式数据库中数据分片对应的元数据所构成的元数据树。

10.一种元数据树的查询方法，包括：

获取基础元数据树以及第一增量元数据树，所述基础元数据树是基于第一快照数据创建，所述基础元数据树在创建后被锁定，所述第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，所述第一增量元数据树是基于所述基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

响应于接收到第二元数据查询请求，基于所述基础元数据树以及所述第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一增量元数据树的节点中存储有元数据变更操作的操作类型，所述基于所述基础元数据树以及所述第一增量元数据树确定第二元数据查询结果，包括：

对所述基础元数据树进行元数据查询，得到第四子查询结果；

对所述第一增量元数据树进行元数据查询，得到第五子查询结果；

基于所述第五子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对所述第四子查询结果及第五子查询结果进行合并处理，得到第二元数据查询结果。

12.一种元数据树的快照装置，包括：

元数据树获取模块，用于获取基础元数据树以及第一增量元数据树，所述基础元数据树是基于第一快照数据创建，所述基础元数据树在创建后被锁定，所述第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，所述第一增量元数据树是基于所述基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

元数据树锁定模块，用于响应于达到当前快照时刻，锁定所述第一增量元数据树；

快照操作模块，用于基于所述基础元数据树以及锁定后的所述第一增量元数据树，创建第二快照数据。

13.根据权利要求12所述的装置，还包括：

第二增量元数据树创建模块，用于在所述锁定所述第一增量元数据树之后，基于在所述当前快照时刻之后的元数据变更操作，创建第二增量元数据树。

14.根据权利要求13所述的装置，还包括：

第一元数据查询模块，用于在所述创建第二快照数据的过程中，响应于接收到第一元数据查询请求，基于所述基础元数据树、所述第一增量元数据树以及所述第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述第一增量元数据树的节点与所述第二增量元数据树的节点中均存储有元数据变更操作的操作类型，所述元数据查询模块在基于所述基础元数据树、所述第一增量元数据树以及所述第二增量元数据树，确定第一元数据查询结果时，具体用于：

对所述基础元数据树进行元数据查询，得到第一子查询结果；

对所述第一增量元数据树进行元数据查询，得到第二子查询结果；

对所述第二增量元数据树进行元数据查询，得到第三子查询结果；

基于所述第二子查询结果包含的节点内所存储的操作类型以及基于所述第三子查询结果包含的节点内所存储的操作类型，对所述第一子查询结果、第二子查询结果以及第三子查询结果进行合并处理，得到第一元数据查询结果。

16.根据权利要求13-15中任一项所述的装置，还包括：

元数据树更新模块，用于在所述第二快照数据创建完成后，基于所述第二快照数据，生成新的所述基础元数据树，并将所述第二增量元数据树作为新的所述第一增量元数据树。

17.一种元数据树的查询装置，包括：

元数据树获取模块，用于获取基础元数据树以及第一增量元数据树，所述基础元数据树是基于第一快照数据创建，所述基础元数据树在创建后被锁定，所述第一快照数据是在上一次快照时刻创建的，所述第一增量元数据树是基于所述基础元数据树被创建后发生的元数据变更操作创建的；

元数据查询模块，用于响应于接收到第二元数据查询请求，基于所述基础元数据树以及所述第一增量元数据树确定第二元数据查询结果。

18.一种电子设备，包括：

至少一个处理器；以及

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-11中任一项所述的方法。

19.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其中，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-11中任一项所述的方法。

20.一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现根据权利要求1-11中任一项所述的方法。