[发明专利]一种缓存管理方法及缓存管理装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，尤其涉及一种缓存管理方法及缓存管理装置。

背景技术

随着计算机应用技术的迅速发展，会给服务器配置2个、4个甚至是8个CPU，进而就产生了NUMA(Non Uniform Memory Access Architecture，非统一内存访问架构)。在NUMA架构下，处理器会划分出一个内存较大的地址空间作为数据缓冲区，将这个数据缓冲区划分成多个内存区域且每个CPU对应有一个内存区域。NUMA架构能够降低各CPU之间的链接延迟，且具有良好扩展性以及易编程的特点。

NUMA架构中将各CPU与其对应的内存区域划分为一个NUMA节点，每两个NUMA节点之间通过QPI(Quick Path Interconnect，快速通道互联)links(链接)实现高速通信链接。通常，各CPU可以通过内部的QPI总线快速访问到本地内存中的数据。若节点A、B分别为两个NUMA节点。当节点A中的CPU1需要访问节点B对应的内存区域中的数据时，节点A首先通过QPIlinks将数据请求发送给节点B，之后节点B再通过其内部的QPI总线访问其对应的内存区域，获得数据之后再发送给节点A。这样，导致跨NUMA节点访问内存时需要通过QPI的中转才能实现，速度较慢，即NUMA系统中处理器访问其本地内存的速度远大于访问非本地内存的速度。

因此，现有NUMA系统跨NUMA节点访问非本地内存时，数据访问速度下降，系统性能下降。

发明内容

本发明实施例提供一种缓存管理方法及缓存管理装置，避免各CPU过多的访问除其对应的本地内存区域外的内存区域，提高数据访问的速率，进而提高系统性能。

为达到上述目的，本发明实施例采用的技术方案是，

第一方面，公开了一种缓存管理方法，应用于非统一内存访问架构NUMA设备，所述NUMA设备包含至少两个中央处理器CPU以及数据缓冲区，所述数据缓冲区包含至少两个本地内存区域，每个CPU对应一个本地内存区域，其特征在于，针对每个CPU，所述方法包括：

记录本地CPU对应的本地内存区域中各内存页被各CPU访问的频率；

检测所述各内存页中是否存在待迁移内存页，其中，所述待迁移内存页被所述本地CPU访问的频率小于被其他CPU访问的频率；

若所述各内存页中存在所述待迁移内存页，则将对所述待迁移内存页的访问频率最大的CPU确定为目标CPU；

将所述待迁移内存页迁移至所述目标CPU的本地内存区域。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述检测所述各内存页中是否存在待迁移内存页具体包括：

检测所述本地CPU的本地内存区域中是否存在被所述本地CPU访问的频率为零的内存页；

若存在，则将所述被所述本地CPU访问的频率为零的内存页确定为所述待迁移内存页。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述本地CPU利用局部索引记录所述本地CPU的本地内存区域中各内存页在本地内存区域中的存储地址，与所述各内存页的编号之间的对应关系；利用全局索引记录所述本地CPU的本地内存区域中各内存页在除所述本地CPU的本地内存区域外的缓存区域中的存储地址，与所述各内存页的编号之间的对应关系。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述方法还包括：

所述本地CPU访问其本地内存区域中的第一内存页时，将所述本地CPU对所述第一内存页的访问频率值加1，将其他访问所述第一内存页的CPU对所述第一内存页的访问频率值均减1。

结合第一方面、第一方面的第一至第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述将所述待迁移内存页迁移至所述目标CPU的本地内存区域具体包括：

若所述目标CPU的本地内存区域已饱和，且所述数据缓冲区的空闲内存不能容纳内存页，则在所述目标CPU将所述目标CPU的本地内存区域中的一个内存页删除之后，所述本地CPU再将所述待迁移内存页迁移至所述目标CPU的本地内存区域。

结合第一方面、第一方面的第一至第四种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述将所述待迁移内存页迁移至所述目标CPU的本地内存区域具体包括：