一种对写缓存空间进行动态调整的方法和装置与流程

1.本发明涉及缓存领域，更具体地，特别是指一种对写缓存空间进行动态调整的方法、系统、设备和存储介质。


背景技术：

2.当前多控阵列存储受限bbu(battery backup unit，电池备份单元)容量一般采用固定大小的写缓存，在某些特殊场景下当上游写io(input/output，输入输出)全部为小块数据对写缓存填充后，因后端磁盘写入速度远低于缓存下刷速度，此时对于上游节点会感知到io无法下刷到存储，特别是前端的大块写io，甚至可以表现出短时间的io断流，大大影响了整机系统的可用性。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种对写缓存空间进行动态调整的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本发明根据上游输入输出压力情况对大小数据块的写缓存空间进行动态调整，避免出现突发的小块数据占满写缓存的情况，由此保证系统写缓存可以一直为阵列提供加速功能，进而提高了整机系统的可用性。
4.基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种对写缓存空间进行动态调整的方法，包括如下步骤：将写缓存空间划分为第一数据写缓存空间和第二数据写缓存空间，并分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比；将滑动窗口的指针置于初始点，每隔预设时间计算当前周期的平均输入输出块的大小，并判断所述大小是否大于预设值；响应于所述大小大于所述预设值，将所述指针向第一方向移动一格；以及响应于所述指针沿所述第一方向移动到第一端点，提高所述第一占比并减少所述第二占比。
5.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述大小不大于所述预设值，将所述指针向与所述第一方向相反的第二方向移动一格；以及响应于所述指针沿所述第二方向移动到第二端点，降低所述第一占比并提高所述第二占比。
6.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述指针移动到所述第一端点或所述第二端点，将所述指针重新返回所述初始点。
7.在一些实施方式中，方法还包括：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第一预设比例，并判断所述第一占比是否达到阈值；以及响应于所述第一占比达到阈值，保持所述第一占比不变或减少。
8.在一些实施方式中，方法还包括：响应于保持所述第一占比为阈值的时长达到预设时长，提高所述预设值；以及响应于保持所述第二占比为阈值的时长达到预设时长，降低所述预设值。
9.在一些实施方式中，所述分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比包括：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第二预设比
例，并设置第三占比的空间作为预留空间。
10.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述第一占比达到阈值，提高所述第一占比并减少所述第三占比，保持所述第二占比不变。
11.本发明实施例的另一方面，提供了一种对写缓存空间进行动态调整的系统，包括：划分模块，配置用于将写缓存空间划分为第一数据写缓存空间和第二数据写缓存空间，并分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比；计算模块，配置用于将滑动窗口的指针置于初始点，每隔预设时间计算当前周期的平均输入输出块的大小，并判断所述大小是否大于预设值；移动模块，配置用于响应于所述大小大于所述预设值，将所述指针向第一方向移动一格；以及调整模块，配置用于响应于所述指针沿所述第一方向移动到第一端点，提高所述第一占比并减少所述第二占比。
12.本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。
13.本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
14.本发明具有以下有益技术效果：根据上游输入输出压力情况对大小数据块的写缓存空间进行动态调整，避免出现突发的小块数据占满写缓存的情况，由此保证系统写缓存可以一直为阵列提供加速功能，进而提高了整机系统的可用性。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的实施例。
16.图1为本发明提供的对写缓存空间进行动态调整的方法的实施例的示意图；
17.图2为本发明提供的对写缓存空间进行动态调整的系统的实施例的示意图；
18.图3为本发明提供的对写缓存空间进行动态调整的计算机设备的实施例的硬件结构示意图；
19.图4为本发明提供的对写缓存空间进行动态调整的计算机存储介质的实施例的示意图。
具体实施方式
20.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
21.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
22.本发明实施例的第一个方面，提出了一种对写缓存空间进行动态调整的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的对写缓存空间进行动态调整的方法的实施例的示意图。如
图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
23.s1、将写缓存空间划分为第一数据写缓存空间和第二数据写缓存空间，并分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比；
24.s2、将滑动窗口的指针置于初始点，每隔预设时间计算当前周期的平均输入输出块的大小，并判断所述大小是否大于预设值；
25.s3、响应于所述大小大于所述预设值，将所述指针向第一方向移动一格；以及
26.s4、响应于所述指针沿所述第一方向移动到第一端点，提高所述第一占比并减少所述第二占比。
27.本发明实施例根据上游io压力情况对大小数据块的写缓存空间进行动态调整，避免出现突发的小块数据占满写缓存的情况，由此保证系统写缓存可以一直为阵列提供加速功能，进而提高了整机系统的可用性。
28.将写缓存空间划分为第一数据写缓存空间和第二数据写缓存空间，并分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比。本发明实施例中的第一数据写缓存空间为大块数据写缓存空间，第二数据写缓存空间为小块数据写缓存空间。本发明实施例中可以设置第一占比与第二占比之和为100％。因此，可以将总写缓存划分为大块数据写缓存空间占比a和小块数据写缓存空间占比(1-a)。
29.将滑动窗口的指针置于初始点，每隔预设时间计算当前周期的平均输入输出块的大小，并判断所述大小是否大于预设值。响应于所述大小大于所述预设值，将所述指针向第一方向移动一格。滑动窗口指针摆动条件：起初指针位于坐标(0)处，如果当前周期的平均io块大于预设值m，指针向坐标轴第一方向(正向)移动一格，否则指针向坐标轴负向移动一格，指针每隔预设时间进行一次判定，并进行相应的左摆或者右摆，单次摆动一格。
30.响应于所述指针沿所述第一方向移动到第一端点，提高所述第一占比并减少所述第二占比。当指针到达坐标最右边后，升高大块写缓存空间容量占比为(a y)，则相应小块数据写缓存空间占比(1-a-y)。
31.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述大小不大于所述预设值，将所述指针向与所述第一方向相反的第二方向移动一格；以及响应于所述指针沿所述第二方向移动到第二端点，降低所述第一占比并提高所述第二占比。当指针到达坐标最左边时，升高小块写缓存空间容量占比为(1-a y)，则相应大块数据写缓存空间占比(a-y)。
32.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述指针移动到所述第一端点或所述第二端点，将所述指针重新返回所述初始点。一旦指针到达最左或者最右时，即可返回坐标(0)处。
33.上述实施例中的a、x、m、y等都可以根据业务io模型进行预设，a永远不为0。
34.在一些实施方式中，方法还包括：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第一预设比例，并判断所述第一占比是否达到阈值；以及响应于所述第一占比达到阈值，保持所述第一占比不变或减少。第一预设比例可以为100％，也即是第一占比和第二占比之和为100％，当第一占比达到阈值(例如可以是80％)时，当指针继续向第一方向移动时不再改变第一占比，当指针向第二方向移动时正常减少第一占比。同理，当第二占比达到阈值时，当指针继续向第二方向移动时不再改变第二占比，当指针向第一方向移动时正常减少第二占比。
35.在一些实施方式中，方法还包括：响应于保持所述第一占比为阈值的时长达到预设时长，提高所述预设值；以及响应于保持所述第二占比为阈值的时长达到预设时长，降低所述预设值。在本发明实施例中，当第一占比长时间保持为阈值时，表明当前大块数据的输入输出比较多，可以适当提高预设值以减少指针频繁向第一方向移动。同理，当第二占比长时间保持为阈值时，表明当前大块数据的输入输出比较多，可以适当降低预设值以减少指针频繁向第二方向移动。
36.在一些实施方式中，所述分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比包括：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第二预设比例，并设置第三占比的空间作为预留空间。例如，第二预设比例可以为90％，第三占比为10％。
37.在一些实施方式中，方法还包括：响应于所述第一占比达到阈值，提高所述第一占比并减少所述第三占比，保持所述第二占比不变。当第一占比达到阈值时，可以保持第二占比不变，提高第一占比并减少第三占比，直到第三占比为零，则保持第一占比和第二占比均不变，当指针继续向第二方向移动时，首先降低第一占比，提高第三占比，当第三占比恢复为10％时指针继续向第二方向移动，则保持第三占比不变，提高第二占比。同理，当第二占比达到阈值时，可以保持第一占比不变，提高第二占比并减少第三占比，直到第三占比为零，则保持第一占比和第二占比均不变，当指针继续向第一方向移动时，首先降低第二占比，提高第三占比，当第三占比恢复为10％时指针继续向第二方向移动，则保持第三占比不变，提高第一占比。
38.下面以两示例对上述步骤进行说明：
39.将总写缓存划分为大块数据写缓存空间占比30％和小块数据写缓存空间占比70％。通过设置一个滑动窗口来决定大块写缓存空间容量和小块写缓存空间容量的大小。滑动窗口指针摆动条件：起初指针位于坐标(0)处，如果每个计算点的前2.5分钟平均io块大于64kb，则将指针向坐标轴正向(右边)移动一格，否则指针向坐标轴负向(左边)移动一格，指针每2.5分钟按照摆动条件进行一次判定是左摆还是右摆，单次摆动一格，当指针到达坐标最右边后，升高大块写缓存空间容量占比为31％，则相应小块数据写缓存空间占比69％；当指针到达坐标最左边时，升高小块写缓存空间容量占比为71％，则相应大块数据写缓存空间占比29％；一旦指针到达最左或者右时，即可返回坐标(0)处。当小块数据写缓存空间占比达到80％后，如果指针继续向左移动，则保持小块数据写缓存空间占比和大块数据写缓存空间占比均不变；当大块数据写缓存空间占比达到80％后，如果指针继续向右移动，则同样保持小块数据写缓存空间占比和大块数据写缓存空间占比均不变。
40.将总写缓存划分为大块数据写缓存空间占比30％、小块数据写缓存空间占比60％和预留空间占比10％。如果每个计算点的前2.5分钟平均io块大于64kb，则将指针向坐标轴正向(右边)移动一格，否则指针向坐标轴负向(左边)移动一格，指针每2.5分钟按照摆动条件进行一次判定是左摆还是右摆，单次摆动一格，当指针到达坐标最右边后，升高大块写缓存空间容量占比为31％，则相应小块数据写缓存空间占比59％；当指针到达坐标最左边时，升高小块写缓存空间容量占比为61％，则相应大块数据写缓存空间占比29％；一旦指针到达最左或者右时，即可返回坐标(0)处。当小块数据写缓存空间占比达到70％后，如果指针继续向左移动，保持大块数据写缓存空间占比20％不变，则提高小块数据写缓存空间占比
至多为80％，预留空间占比至少为0％；当大块数据写缓存空间占比达到70％后，如果指针继续向右移动，保持小块数据写缓存空间占比20％不变，则提高大块数据写缓存空间占比至多为80％，预留空间占比至少为0％。
41.本发明实施例根据上游输入输出压力情况对大小数据块的写缓存空间进行动态调整，避免出现突发的小块数据占满写缓存的情况，由此保证系统写缓存可以一直为阵列提供加速功能，进而提高了整机系统的可用性。
42.需要特别指出的是，上述对写缓存空间进行动态调整的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于对写缓存空间进行动态调整的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
43.基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种对写缓存空间进行动态调整的系统。如图2所示，系统200包括如下模块：划分模块，配置用于将写缓存空间划分为第一数据写缓存空间和第二数据写缓存空间，并分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比；计算模块，配置用于将滑动窗口的指针置于初始点，每隔预设时间计算当前周期的平均输入输出块的大小，并判断所述大小是否大于预设值；移动模块，配置用于响应于所述大小大于所述预设值，将所述指针向第一方向移动一格；以及调整模块，配置用于响应于所述指针沿所述第一方向移动到第一端点，提高所述第一占比并减少所述第二占比。
44.在一些实施方式中，系统还包括第二移动模块，配置用于：响应于所述大小不大于所述预设值，将所述指针向与所述第一方向相反的第二方向移动一格；以及响应于所述指针沿所述第二方向移动到第二端点，降低所述第一占比并提高所述第二占比。
45.在一些实施方式中，系统还包括回归模块，配置用于：响应于所述指针移动到所述第一端点或所述第二端点，将所述指针重新返回所述初始点。
46.在一些实施方式中，系统还包括判断模块，配置用于：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第一预设比例，并判断所述第一占比是否达到阈值；以及响应于所述第一占比达到阈值，保持所述第一占比不变或减少。
47.在一些实施方式中，系统还包括第二调整模块，配置用于：响应于保持所述第一占比为阈值的时长达到预设时长，提高所述预设值；以及响应于保持所述第二占比为阈值的时长达到预设时长，降低所述预设值。
48.在一些实施方式中，所述划分模块进一步配置用于：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第二预设比例，并设置第三占比的空间作为预留空间。
49.在一些实施方式中，系统还包括第三调整模块，配置用于：响应于所述第一占比达到阈值，提高所述第一占比并减少所述第三占比，保持所述第二占比不变。
50.基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：s1、将写缓存空间划分为第一数据写缓存空间和第二数据写缓存空间，并分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比；s2、将滑动窗口的指针置于初始点，每隔预设时间计算当前周期的平均输入输出块的大小，并判断所述大小是否大于预设值；s3、响应于所述大小大于所述预设值，将所述指针向第一
方向移动一格；以及s4、响应于所述指针沿所述第一方向移动到第一端点，提高所述第一占比并减少所述第二占比。
51.在一些实施方式中，步骤还包括：响应于所述大小不大于所述预设值，将所述指针向与所述第一方向相反的第二方向移动一格；以及响应于所述指针沿所述第二方向移动到第二端点，降低所述第一占比并提高所述第二占比。
52.在一些实施方式中，步骤还包括：响应于所述指针移动到所述第一端点或所述第二端点，将所述指针重新返回所述初始点。
53.在一些实施方式中，步骤还包括：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第一预设比例，并判断所述第一占比是否达到阈值；以及响应于所述第一占比达到阈值，保持所述第一占比不变或减少。
54.在一些实施方式中，步骤还包括：响应于保持所述第一占比为阈值的时长达到预设时长，提高所述预设值；以及响应于保持所述第二占比为阈值的时长达到预设时长，降低所述预设值。
55.在一些实施方式中，所述分别给所述第一数据写缓存空间和所述第二数据写缓存空间设置第一占比和第二占比包括：设置所述第一占比和所述第二占比的和为第二预设比例，并设置第三占比的空间作为预留空间。
56.在一些实施方式中，步骤还包括：响应于所述第一占比达到阈值，提高所述第一占比并减少所述第三占比，保持所述第二占比不变。
57.如图3所示，为本发明提供的上述对写缓存空间进行动态调整的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。
58.以如图3所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302。
59.处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
60.存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的对写缓存空间进行动态调整的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现对写缓存空间进行动态调整的方法。
61.存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据对写缓存空间进行动态调整的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
62.一个或者多个对写缓存空间进行动态调整的方法对应的计算机指令303存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的对写缓存空间进行动态调整的方法。
63.执行上述对写缓存空间进行动态调整的方法的计算机设备的任何一个实施例，可
以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
64.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行对写缓存空间进行动态调整的方法的计算机程序。
65.如图4所示，为本发明提供的上述对写缓存空间进行动态调整的计算机存储介质的一个实施例的示意图。以如图4所示的计算机存储介质为例，计算机可读存储介质401存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序402。
66.最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，对写缓存空间进行动态调整的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
67.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
68.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
69.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
70.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
71.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。