[发明专利]一种高速缓冲存储器及其数据操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁盘阵列技术，尤其涉及磁盘阵列中的Cache(高速缓 冲存储器)及其数据操作方法。

背景技术

在磁盘阵列中，Cache是一种特殊的存储器，由Cache存储区和 Cache控制区组成，用于缓存主机请求的数据，它是影响磁盘阵列性能 的关键因素之一。Cache的组织方式通常有两种，一种方式是读数据和 写数据共同使用整个Cache存储区域；另一种方式是读数据和写数据使 用不同的Cache存储区域。

由于读操作和写操作的不同特性，读Cache和写Cache通常使用不 同的Cache存储区域。磁盘阵列在不同的应用环境下，甚至在相同的应 用环境下，会存在读写比例不一致的情况。

如图1所示，该图为现有Cache的存储区的结构图，该Cache的工 作方式为读数据和写数据使用不同的存储区域，因而将读Cache区域和 写Cache区域进行了物理划分，假设Cache存储区域大小为1G，前512M 为读数据区域，后512M为写数据区域。

在上述读Cache和写Cache的区域分开的情况下，存在数据既保存 在读Cache区域也保存在写Cache区域的情况，在读数据时，要保证读 取最新的数据。针对上述Cache，US6321298专利中提出了一种读写数 据的方法。读数据的操作流程如图2所示，具体为：

201、当接收到读请求时，首先查询写数据区中是否存在读请求的 数据，如果存在，则进入步骤207，否则进入步骤202。

202、查询读数据区中是否存在读请求的数据，如果存在，则进入 步骤207；否则，写数据区和读数据区都不存在需访问的数据，到存储 设备中读取读请求的数据，进入步骤203。

203、查询读数据区是否存在空闲空间，如果存在空闲空间则进入 步骤205；否则进入步骤204。

204、在读数据区释放部分空间

205、为读数据申请空间。

206、从存储设备中读取数据，保存到读数据区。

207、返回读请求的数据。

写数据的流程如图3所示：

301、当接收到写请求时，查询写数据区是否存在写请求的数据， 如果存在，则进入步骤307；否则进入步骤303。

302、查询写数据区是否存在空闲空间，若存在，则进入步骤306， 否则进入步骤303。

303、在写数据区执行刷新操。

304、将刷新数据拷贝到读数据区。

305、释放刷新数据存放的空间。

306、在写数据区申请空间。

307、将写请求的数据写入写数据区。

根据上述Cache的存储结构进行上述数据读写操作中存在以下问 题：由于读写区域完全相互分离，则调整读写区域的比例大小时操作比 较复杂，需要移动读数据区域和写数据区域中存放的数据；写数据区域 进行数据刷新时需要将刷新的数据拷贝到读数据区域，增加了刷新数据 的时间，降低了效率和准确度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种Cache及其数据操作方法， 解决现有技术中对Cache存储区域进行物理划分的方式所导致的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高速缓冲存储器，包括存储区和控制区，所述存储区包括高速 缓冲存储器Cache块信息区和Cache块数据区；

所述Cache块信息区包括读Cache块信息区和写Cache块信息区， 用于存储Cache块数据区中每个数据块的信息，该信息包括数据块的相 关信息和数据存放地址；

所述Cache块数据区用于以块为单位存储数据。

其中，所述Cache块数据区包括使用标记表和数据存放区；

所述使用标记表用于存储一序列的标记，每位标记与数据存放区中 的一个数据块相对应，用于标识所对应数据块的物理空间是否已经被使 用；

所述数据存放区包括至少一个数据块，用于存放数据。

一种如上所述的高速缓冲存储器的数据操作方法，所述方法包括数 据的读取和写入方法；

其中，所述数据的读取方法为：

A、在读Cache块信息区中获取保存所要读取数据的数据块的信息；