一种基于存储级内存的日志文件系统性能提高方法

摘要

本发明公开了一种基于SCM的日志文件系统性能提高方法，将SCM作为内存设备存放文件系统元数据和日志，优化了元数据的读写，并且通过区分覆盖写和追加写，只将覆盖写数据写入到日志，追加写数据直接写入到文件系统并控制更新的顺序来保证文件系统一致性，减少日志开销，提升文件系统性能；利用SCM按字节修改的特性，通过计算新旧日志块之间的差异，实现日志字节粒度的更新，减少日志数据流。本发明主要包括存储系统的构建、写日志、垃圾回收、数据写回、系统恢复这五个操作，可用于各种日志文件系统，适用于构建高性能、高容量和高可靠性的大型存储系统。解决了现有日志文件系统中日志技术额外开销大、元数据写回频繁、宕机后恢复速度慢等问题。

主权项

一种基于存储级内存的日志文件系统性能提高方法，其特征在于，包括存储系统的构建、写日志、垃圾回收、数据写回、系统恢复这五个操作，其中：存储系统的构建操作：给原有的文件系统添加一块SCM挂载在内存总线上，与内存共享内存总线；并将SCM划分为日志区和元数据区，日志区用于记录元数据日志和覆盖写数据日志，元数据区用于永久保存元数据；写日志操作：将内存事务的追加写数据写到文件系统；并且将内存事务的元数据和覆盖写数据写到日志区；垃圾回收操作：每隔一段时间进行垃圾回收；在垃圾回收间隔内，若日志区空间不足，也进行垃圾回收；即交换高地址处有效的日志标签和低地址处无效的日志标签，从而将所有有效日志记录集中在从日志起始位置起的一段连续的日志区空间内；数据写回操作：当完成垃圾回收后，日志区空间依然不足时，将缓存于SCM日志区中的覆盖写数据写回到磁盘，元数据写回到元数据区；系统恢复操作：在系统宕机后，利用SCM中的日志记录将系统恢复到一致性状态；系统恢复后，SCM中的日志记录全部作废。