[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

说明书

技术领域

本发明一般地涉及计算机，更具体地讲，涉及在存储系统中利用快速元数据检索高效地存储同步的数据和元数据。

背景技术

在现今的社会中，计算机系统很常见。可在工作场所、在家庭或者在学校找到计算机系统。计算机系统可包括数据存储系统或盘存储系统以处理并存储数据。数据存储系统或盘存储系统被用于处理并存储数据。存储系统可包括一个或多个盘驱动器。这些数据处理系统通常需要大量的数据存储。数据处理系统内的顾客数据或由用户产生的数据占据该数据存储的很大一部分。这些计算机系统中的许多计算机系统涉及存储和检索大量的数据和元数据。

发明内容

随着对用于存储信息的更快、更强大并且更高效的方式的需求增涨，存储技术的优化正变为关键挑战。现代存储系统架构涉及持久保持在后端存储装置上的大量元数据。例如，在以时间顺序保存数据的日志存储系统中，诸如逻辑位置和块长度的属性与数据本身一样重要。在这种存储系统中，数据和相关元数据在逻辑上不可分离，并且元数据的部分丢失经常相当于数据丢失。因此，当实现这些系统时，需要数据和数据的相关元数据同步。在当前现有技术中，为存储和检索元数据而提供的解决方案无法使数据和元数据保持完全同步，无法在可容易检索的集中区域中存储元数据，不提供元数据的可忽略的I/O开销，并且不在元数据崩溃之后在有限并且容易计算的时间内加载元数据和/或恢复元数据。

因此，考虑到前述情况，提供用于在计算机存储系统中使用处理器装置在多个阶段高效地存储和检索数据和元数据的各种示例性方法、系统和计算机程序产品实施例。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。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。在第三阶段，把元数据日志应用于包含存储系统的元数据的元数据结构，然后在利用元数据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。用空的元数据日志交换所述元数据日志，以并发地添加元数据同时保留元数据日志直至把该元数据德尔塔日志应用于元数据结构。

除了前述示例性方法实施例之外，提供其它示例性系统和计算机产品实施例，并且它们提供相关优点。提供前述“发明内容”以便以简化形式介绍以下在“具体实施方式”中进一步描述的概念的选集。该“发明内容”并不旨在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于辅助确定要求保护的主题的范围。要求保护的主题不限于解决在“背景技术”中指出的任何或所有缺点的实现方式。

附图说明

为了容易理解本发明的优点，将通过参照在附图中示出的特定实施例来提供以上简要描述的本发明的更具体的描述。应该理解，这些附图描述本发明的实施例并且因此不应被视为限制它的范围，将通过使用附图利用另外的特异性和细节描述并解释本发明，在附图中：

图1是示出具有可实现本发明的各方面的示例存储装置的计算系统环境的方框图；

图2是示出可实现本发明的各方面的计算机系统中的示例性数据存储系统的硬件结构的方框图；

图3是示出用于元数据发出过程的示例性方法的流程图；

图4是示出用于加载元数据并且从系统崩溃恢复元数据的示例性方法的流程图；

图5是示出用于撤销元数据令牌的示例性方法的流程图；和

图6是示出用新的元数据令牌交换元数据令牌的示例性方法的流程图。

具体实施方式

如前所述，随着对用于存储信息的更快、更强大并且更高效的方式的需求增涨，存储技术的优化正变为关键挑战。存在用于元数据的物理放置的两种基本方案。一种是把元数据放置为与它的相关数据块相邻，而另一种是把元数据放置在集中区域中。这产生输入/输出(I/O)性能和元数据加载成本之间的折衷：选择把元数据放置为与分布的数据块相邻使得难以找到并加载存储为元数据的信息；把元数据放置在集中位置需要发出用于为单个用户IO服务的多个IO命令。