[发明专利]存储器的访问方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及计算机技术领域，更具体地来说，涉及一种存储器的访问方法。

背景技术

Cache(即，缓存)存在于计算机内部的高速部件和低速部件之间，成为弥补速度差距的重要手段。将Cache技术引入存储系统，用以减少存储访问请求的等待时间，从而加快存储访问速度。从一定程度上弥补了存储设备I/O处理速度和CPU处理速度的差距。

考虑到程序访问的局部性原理和存储设备的性能价格比，现在的计算机系统采用存储器层次结构设计，每一层都比其下一层具有更小的容量和更快的速度，当然价格也更高。这种组织结构的目标是提供一个存储器系统，使其价格成本几乎等同于最慢一层存储器的价格成本，但是访问速度却与最快一层的接近。层次结构中各层次之间通常是子集的关系，某一层中的数据通常总能在下一层中找到，而下一层中的所有数据也能在更下层中找到，如此直到层次结构的最底层。

在现有技术中，Page Cache(即，页高速缓冲存储器)是Linux内核实现的一种主要磁盘缓存，它主要用来减少对磁盘的IO操作。具体地讲，就是通过把磁盘中的数据缓存到物理内存中，把对磁盘的访问变为对物理内存的访问。Page Cache较低层次存储器的块可以映射到任意较高层次中；查找已经缓存的块使用基树查找，只要指定了文件偏移量，就可以在基树中迅速检索到需要的数据；Page Cache替换算法为：刚刚分配的Cache项链入到inactive_list头部，并将其状态设置为active，当内存不够需要回收Cache时，系统首先从尾部开始反向扫描active_list并将状态不是referenced的项链入到inactive_list的头部，然后系统反向扫描inactive_list，如果所扫描的项的处于合适的状态就回收该项，直到回收了足够数目的Cache项。其中Active_list的含义是热访问数据，即，多次被访问的数据，inactive_list是冷访问数据，即，尚未被访问的数据。如果数据被访问了，Page会被打上一个Refrence标记，如果Page没有被访问过，则打上Unrefrence标记；针对写策略，Page Cache支持写穿透和写回策略。

RAID Cache(即，独立冗余磁盘阵列高速缓冲存储器)与Page Cache的不同之处在于它是对数据块的缓存，而不是对文件的缓存，数据块的大小是固定的，而对文件访问大小是随机的。因此，导致RAID Cache与Page Cache的标记问题不一致。因此现有技术中缺少RAID Cache和Page Cache通用的缓存技术。

发明内容

针对现有技术中由于RAID Cache和Page Cache使用场景的区别而缺少RAID Cache和Page Cache通用的缓存技术的缺陷，本发明提出了能够解决上述缺陷的存储器的访问方法。

根据本发明的实施例，提供了一种存储器的访问方法，包括：接收到数据S的访问请求；根据数据S的访问请求在存储器的缓存中查找包括数据S的所有上层数据块；以及根据查找到的所有上层数据块确定多个参数，并根据被确定的多个参数对所有上层数据块和/或下层数据块进行读写操作；其中，所有上层数据块和下层数据块分别位于存储器中的具有映射关系的相邻两层中，以及数据S为任意大小的数据。

优选地，多个参数包括：上层数据块的完整性、数据S的固定大小以及数据S的有效性，其中，上层数据块的完整性指的是所有上层数据块是否均在数据S的访问范围内；数据S的固定大小指的是数据S是否为访问存储器的最小数据量的整数倍；以及数据S的有效性指的是存储在上层数据块中的数据S是否为有效数据。

优选地，根据被确定的多个参数对所有上层数据块和/或下层数据块进行读写操作进一步包括：当所有上层数据块均为完整数据块时，将数据S写入所有上层数据块并将完整数据块标记为有效数据块；或者从所有上层数据块读取数据S。

优选地，根据被确定的多个参数对所有上层数据块和/或下层数据块进行读写操作进一步包括：当上层数据块存在不完整数据块并且数据S为访问存储器的最小数据量的整数倍时，将数据S写入所有上层数据块并且将不完整数据块中的数据S按位图标记为有效数据。