[发明专利]一种缓存中脏数据的组织管理方法、系统及存储系统

说明书

本发明公开了一种缓存中脏数据的组织管理方法、系统及存储系统，本申请将缓存空间划分为多个缓存模块，并根据磁盘阵列的储存容量确定多个逻辑卷。本申请为逻辑卷分配缓存模块，本申请还设置了与逻辑卷一一对应的数组，并将数组中的元素一一作为红黑树的根节点。本申请还可以确定任一逻辑卷对应的脏块在该缓存模块的地址，从而确定脏块在对应逻辑卷的对应地址，并将该对应地址作为与该逻辑卷对应的红黑树的节点的key值。然后，本申请便可将脏块按照红黑树的预设排序规则组织成红黑树，在将脏块中的脏数据刷写至磁盘阵列时，按照先序遍历方式刷写，相当于对磁盘阵列进行顺序访问，提升了刷写的速率，缩短了刷写的时间，提高了系统的访问效率。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种缓存中脏数据的组织管理方法、系统及存储系统。

背景技术

在存储系统中，系统的多个磁盘组成磁盘阵列，缓存空间存储的数据应刷写至磁盘阵列中。如果通过写操作对缓存空间中的数据进行修改，导致缓存空间中的数据与磁盘阵列中的数据不一致，则缓存空间中被修改的数据称为脏数据。现有技术对缓存空间中的脏数据按照链表的组织方式进行组织，链表是一种物理存储单元上非连续、非顺序的存储结构，因此，缓存空间中的脏数据刷写至磁盘阵列时，相当于对磁盘阵列进行随机访问，导致刷写速度慢，效率低。此外，对于链表的形式来说，即使对缓存空间中的脏数据按照地址进行排序，排序过程会过于繁琐，导致排序时间过长，从而降低了系统的访问效率。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种缓存中脏数据的组织管理方法、系统及存储系统，相当于对磁盘阵列进行顺序访问，从而提升了刷写的速率，缩短了刷写的时间，提高了系统的访问效率。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种缓存中脏数据的组织管理方法，包括：

预先将存储系统中的缓存空间划分为N个缓存模块，并根据所述存储系统中的磁盘阵列的储存容量确定与所述磁盘阵列对应的M个逻辑卷，其中，N、M均为正整数且M＜N；

根据M个所述逻辑卷的储存容量和N个所述缓存模块的缓存容量为M个所述逻辑卷相应的顺序分配缓存模块并设置与M个所述逻辑卷一一对应的M个元素组成的数组，其中，所述逻辑卷分配的缓存模块的缓存容量小于等于该逻辑卷的储存容量；

分别将M个所述逻辑卷对应的缓存模块中的脏块，按照所述脏块在逻辑卷的对应地址及红黑树的预设排序规则组织成M个红黑树，以便将所述脏块中的脏数据按照先序遍历的方式刷写至所述磁盘阵列，其中，所述脏块在逻辑卷的对应地址为该逻辑卷对应的红黑树的节点的key值，与第i个逻辑卷对应的元素为与该逻辑卷对应的红黑树的根节点，i为正整数且i≤M。

优选地，该方法还包括：

在所述脏块中的脏数据刷写至所述磁盘阵列后，删除与所述脏块对应的红黑树的节点。

优选地，所述红黑树的预设排序规则具体为所述红黑树的节点的左孩子的key值小于该节点的key值，所述红黑树的节点的右孩子的key值大于该节点的key值。

优选地，所述红黑树插入新的脏块的过程具体包括：

当新的脏块生成时，根据生成的脏块在逻辑卷的对应地址确定生成的所述脏块在与其对应的红黑树中的位置，并在满足所述排序规则的前提下，根据确定的位置将生成的所述脏块插入该红黑树。

优选地，所述红黑树插入节点的平均时间复杂度的关系式为O(logn)，其中，n为所述红黑树节点的数量。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种缓存中脏数据的组织管理系统，包括：