[发明专利]一种数据存储方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数据存储领域，特别是涉及一种数据存储方法及装置。

背景技术

由于现在磁盘限制，一般来说磁盘都是机械式的，在现有的操作系统实现中，无论是免费的Linux系统或者付费的Windows系统都存在一个问题，当频繁进行数据的删除和存储后会存在严重的磁盘碎片的问题，使得磁盘的读写性能会越来越差；

当然由于个人电脑用户不会像IP视频中那么疯狂的读写磁盘，不会在很短时间内把自己磁盘填满然后清掉，所以这个碎片产生的过程不会很快，使用数年的系统才有可能出现这个问题，然而在某些特定领域，如IP视频存储，磁盘经常处于饱和状态，经常的有数据删除然后填入新的数据，碎片产生的很快，这个过程可能会被提快10倍，几个月就会出现这个问题，所以经常会出现这样的问题，存储系统初期运行良好，负载规格的内视频存储完全没有问题，但随着系统运行可能负载会越来越重，直至系统无法完成涉及规格要求的内容。

要解释为什么会出现这样的问题，我们需要了解两个问题，一、磁盘的物理特性;二、操作系统文件系统实现；首先我们要明白磁盘是一个机械的设备，当上位的操作系统要访问磁盘的时候需要首先将磁盘的读写头移动到要读写的位置，这就是磁盘的寻址问题，与内存、固态硬盘不同，所以当你访问内容不是在磁盘同一块区域上的时候就涉及到了频繁寻址的问题，这会大大降低磁盘的吞吐量，大量时间都用在了磁盘读写头的定位上。对于操作系统的文件系统实现，操作系统会将磁盘划分成若干个独立的块，称之为文件块，一般的系统中默认实现文件块大小都是4KB级别的，操作系统会管理所有的空闲文件块，以及每个文件所使用的所有文件块列表。

当系统刚建立的是时候，我们假设磁盘都是空白的，刚刚格式化过，当你的应用程序需要往磁盘写数据的时候，操作系统分配块会尽可能紧挨着上一个已经写完的文件块，因为系统是空白的，所以紧挨着的文件块也应该很有可能是空白的，因为相关的文件块是连在一起的，这时候对磁盘进行读写的时候，磁盘的读写头可以很快的移到位置，所以这时候的磁盘性能是比较好的；然而随着系统的运行，进过频繁的读写之后，所有的空闲文件块可能已经不是连在一起的了，因为中间涉及多次文件块分配与释放，当你再要进行写的时候可能紧挨着的文件块已经被别的文件使用了，磁盘读写头可能要进行大幅度的移动，带来较大的开销，这时候磁盘的性能会急剧下降。如图1和图2所示；

图1是系统刚建立的时候每个文件块表集合，因为文件块是大部分都是空闲的，所以分配的时候每个数据的文件块应该都是连续在一起的，这时候由于磁盘的读写头移动距离比较小，这时会具有比较的好性能。

图2系统运行一段时间后磁盘的状态，这个过程可以如下，假设在图1的基础上我们删了数据3，而数据1和数据2需要继续写数据，由于数据1后续的文件块数据已经被数据2占掉了，所以只能分配删除数据3时释放的文件块，而然后数据2也需要继续写数据，数据1和数据2就会交叉的分配文件块，造成每个文件块都不是连续的，这样访问数据1和数据2的后半段数据的时候性能会有明显的下降。

发明内容

本发明的目的在于提出一种数据存储方法及装置，可以提高从磁盘读取数据的速度，提高磁盘的读写性能。

采用的方案：

一种数据存储方法，包括步骤：

从空闲的磁盘中建立若干块文件；其中，所述块文件由若干文件块组成，所述文件块为操作系统文件分配的块；

以所述块文件为单位进行数据存储。

以及，一种数据存储装置，包括：

块文件建立单元，用于从空闲的磁盘中建立若干块文件；其中，所述块文件由若干文件块组成，所述文件块为操作系统文件分配的块；

存储单元，用于以所述块文件为单位进行数据存储。

本发明在空闲的磁盘中创建若干块文件，块文件由若干文件块组成；存储数据时，以块文件为单位进行存储；这样使得存储的当前数据的位置尽可能的连在一起，相比没有使用块文件出现磁盘碎片的系统，大大减少了磁盘访问过程中的寻址次数，磁盘少了寻址的时间，这部分时间可以用在真正的读写数据上；提高了提高磁盘的读写性能。

附图说明

图1为现有磁盘存储方法中的一个结构示意图；

图2为现有磁盘存储方法中的另一个结构示意图；

图3为本发明提出的数据存储的一个结构示意图；

图4为本发明提出的数据存储的另一个结构示意图；

图5为本发明提出的数据存储的另一个结构示意图；

图6为本发明方法的一个流程图；