[发明专利]在多个阶段高效地存储和检索数据和元数据的方法和系统

权利要求书

1.一种用于使用处理器装置在存储系统中在多个阶段高效地存储和检索数据和元数据的方法，该方法包括：

在第一阶段，使用分派给最活跃元数据发出实体的元数据令牌在单个输入/输出(I/O)操作中一起存储数据和元数据，同时把最不活跃元数据发出实体的元数据背负在具有元数据令牌之一的最活跃元数据发出实体之一上。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述元数据令牌在数量上有限并且每一个被包括在活跃令牌集合中。

3.如权利要求1所述的方法，还包括：在第二阶段，把元数据重写到元数据德尔塔日志以回收元数据令牌。

4.如权利要求3所述的方法，还包括在第三阶段执行下面的至少一个步骤：

把元数据德尔塔日志应用于包含存储系统的元数据的主元数据结构，

在利用元数据德尔塔日志的元数据成功更新主元数据结构之后，清除元数据德尔塔日志，以及

用空的元数据德尔塔日志交换所述元数据德尔塔日志，以并发地添加元数据同时保留所述元数据德尔塔日志直至把该元数据德尔塔日志应用于主元数据结构。

5.如权利要求1所述的方法，还包括执行下面的至少一个步骤：

向所述最不活跃元数据发出实体发送通知，该通知指示背负在最活跃元数据发出实体之一上的元数据已被成功存储，以及

如果元数据令牌之一已被撤销，则通知等待元数据令牌之一变为可用的未决撤销元数据令牌过程。

6.如权利要求4所述的方法，还包括为了加载元数据和从崩溃操作恢复元数据之一而执行下面的至少一个步骤：

把主元数据结构加载到存储器中，

读取元数据德尔塔日志，

把元数据德尔塔日志应用于主元数据结构，其中如果元数据德尔塔日志已被至少部分应用于主元数据结构，则执行下面的至少一个步骤：

以相同次序把元数据元素应用两次，其中元数据支持双重放，以及

检测先前已被应用于主元数据结构的元数据，并且仅应用元数据德尔塔日志中的先前尚未应用的元数据，

读取每个元数据令牌并且从与元数据令牌关联的位置读取元数据，

根据创建时间按时间次序对元数据进行排序，以及

把元数据附加到对元数据德尔塔日志的下一更新末尾。

7.如权利要求1所述的方法，还包括：为了把最不活跃元数据发出实体的元数据背负在具有元数据令牌之一的最活跃元数据发出实体之一上，选择最靠近发出写操作的最活跃元数据发出实体之一。

8.如权利要求7所述的方法，还包括执行下面的步骤之一：

从已变为较不活跃的最活跃元数据发出实体之一撤销元数据令牌之一，以及

用元数据令牌的新的活跃集合交换所述元数据令牌的活跃集合。

9.如权利要求8所述的方法，还包括为了撤销元数据令牌之一而执行下面的步骤之一：

把所述元数据令牌之一标记为无效以禁止供元数据使用，

等待任何活跃元数据写操作完成，

通过把元数据附加到元数据德尔塔日志末尾来确保写入的元数据到达第二阶段，

选择最活跃元数据发出实体中正在等待分派元数据令牌之一的一个替代实体，以分派撤销的元数据令牌之一，以及

针对元数据令牌的新的分派更新活跃令牌集合。

10.如权利要求8所述的方法，还包括为了用元数据令牌的新的活跃集合交换所述元数据令牌的活跃集合而执行下面的步骤之一：

对于不是元数据令牌的新的活跃集合的一部分的每一个元数据令牌，执行撤销元数据令牌过程，

等待撤销的每个元数据令牌完成，

把元数据令牌的新的活跃集合写到元数据德尔塔日志，

把活跃令牌集合指针更新到元数据令牌的新的活跃集合中的位置，以及

使在元数据令牌的新的活跃集合上的无效的每个元数据令牌重新有效。

11.一种用于在存储系统中在多个阶段高效地存储和检索数据和元数据的系统，该系统包括：

至少一个处理器装置，用于在所述多个阶段存储和检索数据和元数据，其中所述至少一个处理器装置：

在第一阶段，使用分派给最活跃元数据发出实体的元数据令牌在单个输入/输出(I/O)操作中一起存储数据和元数据，同时把最不活跃元数据发出实体的元数据背负在具有元数据令牌之一的最活跃元数据发出实体之一上。