[发明专利]一种通过位图方式管理元数据的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储系统元数据的管理方法，尤其涉及通过位图方式管理元数据的方法及装置。

背景技术

元数据是描述数据的数据。在文件系统、卷管理系统以及快照系统中经常会用到元数据，利用元数据信息来描述数据的特征。

管理元数据信息的格式是多样的，不同的系统中元数据具有不同的格式。譬如在快照系统中，元数据的信息量是比较大的，并且会随着管理数据块粒度的减小而增大。但是快照数据的元数据信息语义简单，只有一种语义，所以诸如快照系统这样的元数据可以采用位图(bitmap)的方式进行存储及管理，这种位图方式能够节省存储空间。通过位图中的一位就能描述一个数据块粒度的信息，即位图中每一位的变化表示指示到该数据块的指针。位图访问速度较快，其访问同数组访问方式较为一致，无须任何遍历操作，并可以直接通过计算的方法进行定位。

当被管理的数据较少时，可以采用一级位图实现对相应空间的数据有效管理；但是，当被管理的数据较多占用空间很大时，采用一级位图实现对相应很大空间的数据管理就会存在如下两个问题：

1)无效数据比例的增大会造成存储空间的浪费。

当数据空间很大时，有些较多的数据可能对访问用户来说暂时无效，因此这类暂时无效的数据空间的比例就会大大增加；显然在内存中为这些无效数据分配位图信息，会大大浪费宝贵的内存资源。

2)位图的访问效率降低。

每次在访问位图信息时，都需要通过获取位图中一位的真实值得到相应数据块的指针；当被管理的数据空间很大时，位图信息往往会占较大的内存空间，所以需要换入换出技术的支持。因此在只采用一级位图进行元数据管理的情况下，会做很多无效的换入换出操作，使得访问效率大大降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通过位图方式管理元数据的方法及装置，能够节省大量的内存空间。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过位图方式管理元数据的方法，包括：

将保存元数据的文件通过文件目录级位图记录文件目录信息，通过文件及其属性级位图记录文件信息及文件属性信息；

当访问一文件目录下一个文件时，通过文件目录级位图获取指向相应的文件记录的地址的第一指针，并通过该第一指针在文件及其属性级位图中获取相应的文件信息和文件属性信息。

进一步地，将保存元数据的文件通过文件目录级位图记录文件目录信息，通过文件及其属性级位图记录文件信息及文件属性信息，具体包括：

通过文件目录级位图以链表的结构记录所述文件目录信息，包括标识文件目录的第一全局统一标识符和第一指针；

通过文件及其属性级位图记录的文件信息包括标识文件的第二全局统一标识符，记录的文件属性信息包括文件的名称、文件大小、文件创建和/或修改时间中的一种或多种信息。

进一步地，该方法还包括：

根据获取的文件属性信息获知相应的文件已更改，则返回已更改文件的数据，若获知相应的文件未更改，则返回该未更改的原文件的数据。

进一步地，通过文件及其属性级位图记录文件信息及文件属性信息，具体包括：

将文件及其属性级位图划分为文件级位图和文件属性级位图，通过该文件级位图以链表结构记录所述文件信息，除包括第二全局统一标识符外，还包括指向文件属性级位图中相应的文件属性信息的地址的第二指针；通过该文件属性级位图以链表结构记录所述文件属性信息，并以树形结构记录文件更改信息。

进一步地，通过该第一指针在文件及其属性级位图中获取相应的文件信息和文件属性信息，具体包括：

通过该第一指针在所述文件级位图中找到文件记录，根据该文件记录中的第二全局统一标识符获取第二指针，根据该第二指针找到相应的文件属性信息。

进一步地，该方法还包括：

根据获取的文件属性信息获知相应的文件已更改，则通过树形结构记录的文件更改信息获取更改的文件数据，并合并到原文件中，返回合并后的文件数据；若获知相应的文件未更改则返回未更改的原文件数据。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种通过位图方式管理元数据的装置，包括依次连接的文件目录级模块和文件及其属性级模块，其中：

文件目录级模块，用于在用户访问一目录下文件时，从文件目录级位图记录的文件目录信息中获取相应的文件记录地址；

文件及其属性级模块，用于根据文件记录地址从文件及其属性级位图获取相应的文件记录，根据文件信息获取相应的文件属性信息。

进一步地，