[发明专利]SSD缓存的输入输出流量控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及计算机存储控制技术领域，特别是涉及一种以SSD（固态硬盘）作为缓存的SSD缓存的输入输出（IO）流量控制方法及SSD缓存装置。

背景技术

目前传统存储器（如磁盘）的IO（Input/Output，输入输出）速度明显成为存储性能瓶颈,而以SSD（Solid State Disk，固态硬盘）作为存储器，使存储器的IO速度有了明显提升,但是由于SSD的价格相对较高,无法在整个存储器中全部安装使用，因此现有技术中将其作为缓存（Cache）使用，也就是SSD作为内存（memory）和硬盘（外部存储器）之间的一层缓存（Cache）来缓冲数据,以提高IO带宽和响应速度，称为SSD缓存（SSD Cache）。

在现有技术中实现的SSD缓存方法中,需要解决一个问题,即在大压力IO的情况下，SSD缓存的空间将很快被消耗,这时必须启动flush机制（清空缓存机制）,将缓存的数据写回到目的磁盘,由于磁盘IO速度明显慢于SSD的IO速度,相对于缓存（Cache）来讲,流入的IO速度远大于流出的IO速度,会导致缓存（Cache）空间被耗尽,最终出现拒绝服务等恶劣情况。

因此，如何控制SSD缓存流量成为了迫切需要解决的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种SSD缓存的输入输出（IO）流量控制方法及装置，其根据外部磁盘的IO流量，动态控制进入SSD缓存的IO流量,最大化的利用SSD空间和性能来满足用户需求。

为实现本发明目的而提供的一种SSD缓存的输入输出流量控制方法，包括如下步骤：

步骤S100，截获磁盘读写进程或者线程的磁盘数据，将磁盘数据缓存到SSD缓存装置空间中作为缓存数据；

步骤S200，检测SSD缓存装置中是否通过缓存清空线程将缓存数据清空到外部目的磁盘；如果是，则进入步骤S500；否则进入步骤S300；

步骤S300，统计作为缓存使用的固态硬盘的已使用空间，得到SSD缓存使用率，并在SSD缓存使用率超过第一预设比率时，进入步骤S400；

步骤S400，启动缓存清空线程，通过缓存清空线程，按预先设定的基准参考因子对应的缓存数据清空速度，将SSD缓存装置中的缓存数据清空到目的磁盘；

步骤S500，计算生成比例因子，并根据比例因子对SSD缓存装置进行缓存数据清空速度进行调整，对SSD缓存流量控制，直至SSD缓存装置的缓存使用率低于预先设定的第二预设比率。

较优地，作为一实施例，所述步骤S200包括如下步骤：

步骤S210，判断是否正在将SSD缓存装置中的缓存数据通过缓存清空线程清空到外部目的磁盘；

步骤S220，如果判断没有正在将SSD缓存装置中的缓存数据通过缓存清空线程清空到外部目的磁盘，则进入步骤S300，监控其是否达到缓存清空线程启动条件而通知启动缓存清空线程；否则跳转到步骤S500，监控缓存清空速度。

较优地，作为一实施例，所述步骤S500包括如下步骤：

步骤S510，在将缓存数据写入到目的磁盘的过程中，累计统计写入SSD缓存装置的写IO的缓存数据的字节长度，即SSD缓存装置的IO流入速度，以及累计写出SSD缓存统计flush字节长度，即SSD缓存磁盘中的缓存数据清空速度，计算生成SSD缓存装置中的比例因子；

步骤S520，比较比例因子和基准参考因子，根据比较结果调整缓存清空速度，以新的缓存清空速度，将SSD缓存装置中的缓存数据清空到目的磁盘；

步骤530，将SSD缓存中的数据写回到目的磁盘后，继续记录统计SSD缓存装置的每个写入写出的字节长度，并释放相应的SSD缓存装置空间，统计得到SSD缓存装置的缓存使用率；

步骤S540，判断SSD缓存装置的缓存使用率是否低于第二预设比率；如果是，则结束缓存清空线程并返回；否则，返回步骤S510，循环进行流量控制。

较优地，作为一实施例，所述步骤S520中，根据比较结果调整缓存清空速度，包括如下步骤：

步骤S521，若比例因子ratio大于等于基准参考因子RefRatio，则表明流入速度大于等于flush速度，根据比例因子ratio的值调整flush速度，使流入速度小于等于flush速度，即vi≤vf；

步骤S522，若比例因子ratio小于基准参考因子RefRatio，则表明流入速度小于flush速度，则flush速度vf不变。

较优地，作为一实施例，所述预先设定的第一预设比率为70%～90%；