[发明专利]一种优化的SSD数据更新方法

摘要

一种优化的SSD数据更新方法，针对SSD上存储的字符类型的数据，结合使用线段树和B树两种数据结构，在保证查询效率的同时，减少索引结构所占空间，在对字符数据进行更新时，利用集合交并运算特点，将两个数据块中相同key的不同value进行更新，其他数据则原样写回，通过采用基于线段B树的LSM方法，将对于SSD上字符数据的随机更新转化为数据的顺序写入，有效避免了SSD的写入放大问题，加快了SSD的写入数据速度，提高了数据库操作效率。

主权项

1.一种优化的SSD数据更新方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步，建立线段B树结构：在内存数据库中，先利用字符串数据的共享前缀信息，将共享相同前缀的字符串组成一个字符串区间；然后将这个区间数据利用B树结构写入算法插入到线段B树中；最后，整个数据结构的逻辑视图为一颗B树，B树的节点存储着关键字字符串区间信息；第二步，使用pLSM方法完成数据的更新操作，多组件间的pLSM方法的合并过程和两组件的pLSM方法的合并过程步骤相同，两组件的pLSM方法的合并过程如下：1)从常驻内存C0中读入未合并的叶子节点数据，填入合并块中；2)从常驻磁盘C1中读入未合并的叶子节点数据，填入合并块中；3)对合并块中的数据进行归并排序，若遇到相等的关键字时，以常驻内存C0中的数据为最新数据，进行更新操作；4)重复步骤1)、2)、3)，当合并块满时，追加的写回磁盘，然后重新读取常驻内存C0和常驻磁盘C1中未合并的叶子节点数据；5)当常驻内存C0和常驻磁盘C1的所有叶子节点都进行了合并操作后，表示一个合并过程结束，常驻内存C0中的更新操作数据被合并到磁盘中；通过上述合并步骤，对于SSD盘上数据的更新，先写入内存中结构，然后采用逐级合并的策略写回SSD，在写回过程中，不直接对SSD中的数据进行修改，而是通过合并过程来产生更新后的数据，并且追加写入新文件中，当合并完成后，删除旧文件；第三步，使用线段B树结构对SSD盘上的数据提供索引：使用pLSM方法后，由于SSD盘中存储有多个数据文件，对于数据的查找操作，先在位于内存中的常驻内存C0结构中查找，如果没有找到，那么逐级在磁盘结构中查找，从常驻磁盘C1，C2一直到Ck，直到找到为止；在查找过程中，如果同一数据字段在多个结构中同时出现，pLSM方法保证每次读取中都能取回最新且正确的数据，在查找操作中，如果在内存中没有找到所需数据，就从磁盘中读取数据；当在SSD盘中的索引结构中查找时，关键字的比较转化为测试待查找数据是否在区间内，如果找到包含待查找数据的区间信息，则读取其在数据文件中的偏移量，通过文件偏移量访问数据文件，得到待查找key对应的value，将一次访问中的整个区间数据缓存在内存中，组成一个缓冲区，当下次的同一区间内部的数据访问到来时，则直接在内存中进行操作，缓冲的组织采用双向链表组织，并且通过LRU方法来淘汰不常用的缓冲数据。