[发明专利]数据读取、写入方法和装置及数据存储结构

说明书

本发明提供一种数据读取、写入方法和装置及数据存储结构，包括步骤：获取数据块的地址号；根据地址号和数据索引，获取数据索引中的索引内容；根据数据块全局存储页号以及硬盘数量，获取数据块的硬盘盘号以及数据块局部存储页号；根据数据块存储页数、硬盘盘号以及数据块局部存储页号，提交数据块的异步读取请求；以及根据异步读取请求，操作系统读取数据块后，回调到相应的处理流程中；其中硬盘以硬盘的物理页面进行分页处理，以形成包括至少一个硬盘的物理页面的硬盘的存储页面；每一存储页面对应一数据块。本发明的数据读取、写入方法和装置及数据存储结构可通过数据索引获取相应的数据块的位置，且每一存储页面仅对应一数据块可加快数据块的读取以及写入操作。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，特别是涉及一种数据读取、写入方法和装置及数据存储结构。

背景技术

SSD(Solid State Disk，固态硬盘)是一种基于闪存的存储设备，用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元(FLASH芯片或DRAM(Dynamic RandomAccess Memory，动态随机存取存储器)芯片)组成。SSD插到I/O总线上标准硬盘插槽中，处理来自CPU(Central Processing Unit，中央处理器)的读写逻辑磁盘块的请求。一个SSD包括一个或多个闪存芯片和闪存翻译层，闪存芯片替代传统磁盘中的机械驱动器，而闪存翻译层则是一个硬件/固件设备，与磁盘控制器的作用相同，将对逻辑块的请求翻译成对底层物理设备层的访问。

如表1所示，目前SSD盘的顺序读操作(CPU按顺序访问逻辑磁盘块)和顺序写操作的性能相当。不过，当CPU按照随机顺序访问逻辑磁盘块时，写操作比读操作慢一个数量级。

表1

随机读操作和随机写操作的性能差别是由底层闪存基本属性决定的。如一个闪存由m个块的序列组成，每个块由n页组成。数据以页为单位进行读写操作的，只有在一页所属的块被整个擦除之后，才能在该页进行写操作。

进行随机写操作时，擦除块需要相对较长的时间(ms级)，比读操作所需的时间要高一个数量级。同时如果写操作试图修改一个已经包含数据的页，那么这个页中所有带有数据的块都必须被拷贝到另一个页，然后才能对该页进行写操作。

由于目前的SSD盘的随机读操作和随机写操作的操作时间差异较大，导致数据读取以及写入时易阻塞处理流程，流程中的应用进程无法有效的利用设备的计算资源以及存储资源。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种数据读取方法，以解决现有的数据读取方法容易阻塞应用进程，导致应用进程无法有效的利用设备的计算资源以及存储资源的技术问题。

本发明实施例的目的还在于提供一种数据写入方法，以解决现有的数据写入方法容易阻塞应用进程，导致应用进程无法有效的利用设备的计算资源以及存储资源的技术问题。

本发明实施例的目的还在于提供一种数据存储结构，以解决现有的数据读取和写入方法容易阻塞应用进程，导致应用进程无法有效的利用设备的计算资源以及存储资源的技术问题。

本发明实施例的目的还在于提供一种数据读取装置，以解决现有的数据读取装置容易阻塞应用进程，导致应用进程无法有效的利用设备的计算资源以及存储资源的技术问题。

本发明实施例的目的还在于提供一种数据写入装置，以解决现有的数据写入装置容易阻塞应用进程，导致应用进程无法有效的利用设备的计算资源以及存储资源的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：

提供一种数据读取方法，其包括步骤：

获取数据块的地址号；