[发明专利]面向光盘库的读数据缓存管理方法

权利要求书

1.一种面向光盘库的读数据缓存管理方法，其特征在于，光盘库包括可原地更新的用于读数据缓存的磁盘和已刻录过数据的只读光盘；光盘库包含一个全局文件命名空间和文件地址映射表，光盘库中所有文件都在全局文件命名空间中有唯一的绝对路径，是文件的逻辑地址；绝对路径从全局文件命名空间根目录到该文件的所有父目录直至文件本身名称；用户或者外部程序通过发送逻辑地址请求，读取相应的文件；文件地址映射表中包含至少一条文件地址映射记录，文件地址映射记录包括文件的逻辑地址、与逻辑地址对应的文件物理地址以及对应文件的读操作次数；文件物理地址是指文件存储在缓存中的磁盘路径地址和光盘路径地址，如果磁盘路径地址上没有缓存该文件，则相应的文件磁盘路径地址为空；文件物理地址一定存在的光盘 路径地址由光盘卷号和光盘内部文件地址组成；磁盘读缓存管理方法包括：接收文件读请求；解析读请求的逻辑地址，通过地址映射表确定读请求对应的数据在光盘库中的文件物理地址；如果文件物理地址中包含不为空的文件磁盘路径地址，即读缓存命中，则从该文件磁盘路径地址处读取该文件，并且把该文件地址映射表中的读操作次数计数增加一，更新其最近读取时间；如果文件物理地址只存在光盘路径地址，即文件磁盘路径地址为空，读缓存不命中，则从相应的光盘路径地址中读取所请求的文件，发送给用户，把该文件保存一份到磁盘缓存中，之后根据预取算法把该光盘上相关数据一起读到磁盘缓存中，随后更新上述文件地址映射表，记录该文件和预取到磁盘缓存中的该光盘上相关数据在磁盘中的磁盘路径地址，并且把该文件地址映射表中的读操作次数计数增加一；当磁盘缓存空间满时，根据淘汰算法把一个或一组文件淘汰出磁盘缓存；

文件地址映射表的文件地址映射记录包含一系列条目，每个条目代表全局文件命名空间中的一个文件的属性列表；文件属性列表包含文件的逻辑地址，磁盘缓存上的磁盘路径地址，光盘上的光盘路径地址，读操作次数，最近读取时间；如果某一文件不在磁盘缓存中，则相应表项中的磁盘路径地址为空；文件在光盘上的物理地址，包括所在光盘的卷号和光盘内部文件地址；读操作次数记录该文件被读取的次数；最近读取时间为最近一次读取该文件的时间；

如果判定读操作对应的文件的磁盘路径地址为空，即读缓存不命中，从光盘中光盘路径地址读取文件，具体为：解析读操作所在光盘，把该光盘放到光盘库中的光盘驱动器中，并根据该文件的光盘内部文件地址，读取该文件；通过光盘驱动器从光盘开始读取该文件时，优先把文件数据反馈给请求，同时在磁盘缓存中创建新文件，文件数据拷贝到磁盘缓存中创建相应镜像文件；创建镜像文件完成后，把镜像文件在磁盘缓存中的磁盘路径地址记录到文件地址映射表中该文件的对应属性列表中；在文件地址映射表中该文件的对应属性列表中的读操作次数计数增一，并更新当 前时间到最近读取时间；

预取算法包括如下步骤：设定预取策略，为每个策略定义一个唯一的预取配置参数，用于设置启用该策略，分别为各策略定义预取配置参数为0、1、2和3；如果预取配置参数等于0，则仅仅从该光盘上读所请求的文件； 如果预取配置参数等于1，则会读取该文件光盘相同父目录下的所有兄弟文件到磁盘 缓存中，并更新相应文件在文件地址映射表中的条目；如果预取配置参数等于2，则会读取该文件同物理光盘相同父目录下的所有兄弟文件及父目录所有同级目录下的所有文件到磁盘缓存中，并更新相应文件在文件地址映射表中的条目； 如果预取配置参数等于3，则会把整个光盘所有文件读入磁盘缓存，并更新相应文件在文件地址映射表中的条目；

淘汰算法包括如下步骤：设定淘汰策略，为每个策略定义一个唯一的淘汰配置参数，用于设置启用该策略，分别为各策略定义淘汰配置参数为0、1、2和3；当淘汰配置参数为0时，把所有已缓存文件根据读取次数从大到小降序排列成一个逻辑队列；具体淘汰步骤为：当队尾文件的所占容量大于待缓存的文件，则删除该队尾文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，则从队尾开始向前一步，把当前文件大小和队尾文件大小相加，如果总容量大于待缓存文件的大小，则删除这两个文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，继续向前一步计算前面所有文件的总容量，如果大于待缓存文件的大小，则把这些文件全部删除，把待缓存文件写入缓存；如果是否继续向前一步计算前面所有文件的总容量，直到待缓存文件能够完全写入磁盘缓存；当淘汰配置参数为1时，把所有已缓存文件根据最近读取时间从远到近排列成一个逻 辑队列；具体淘汰步骤为：当队尾文件的容量大于待缓存的文件，则删除该队尾文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，则从队尾开始向前一步，把当前文件大小和队尾文件大小相加，如果总容量大于待缓存文件的大小，则删除这两个文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，继续向前一步计算前面所有文件的总容量，如果大于待缓存文件的大小，则把这些文件全部删除，把待缓存文件写入缓存；如果是否继续向前一步计算前面所有文件的总容量，直到待缓存文件能够完全写入磁盘缓存；当淘汰算法配置参数为2时，淘汰算法把所有已缓存文件根据文件大小从小到大排列成一个逻辑队列；具体淘汰步骤为：当队尾文件的容量大于待缓存的文件，则删除该队尾文件，把待缓存文件写入缓存；如 果是否，则从队尾开始向前一步，把当前文件大小和队尾文件大小相加，如果总容量大于待缓存文件的大小，则删除这两个文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，继续向前一步计 算前面所有文件的总容量，如果大于待缓存文件的大小，则把这些文件全部删除，把待缓存文件写入缓存；如果是否继续向前一步计算前面所有文件的总容量，直到待缓存文件能够完全写入磁盘缓存；当淘汰配置参数为3时，淘汰算法把所有已缓存文件根据文件大小乘以该文件读取计数的值从大到小排列成一个逻辑队列；具体淘汰步骤为：

当队尾文件的容量大于待缓存的文件，则删除该队尾文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，则从队尾开始向前一步，把当前文件大小和队尾文件大小相加，如果总容量大于待缓存文件的大小，则删除这两个文件，把待缓存文件写入缓存；如果是否，继续向前一步计算前面所有文件的总容量，如果大于待缓存文件的大小，则把这些文件全部删除，把待缓存文件写入缓存；如果是否继续向前一步计算前面所有文件的总容量，直到待缓存文件能够完全写入磁盘缓存。