[发明专利]一种缓存替换方法和装置

说明书

本发明公开了一种缓存替换方法和装置，其中该方法包括：获取每个数据块在每级缓存中的访问热度；按照最上级缓存中访问热度由低到高或由高到低对数据块进行排序，得到排序表；从最上级缓存的下一级缓存开始到最下级缓存为止，依次将每级缓存作为当前级缓存，获取当前级缓存的上一级缓存的排序表，统计获取的排序表中访问热度相同的第一数据块，在获取的排序表中按照第一数据块在当前级缓存访问热度由低到高或由高到低对第一数据块进行排序，并保持其他数据块位置不变，得到当前级缓存的排序表；在最下级缓存得到的排序表中，选取访问热度最低的前P个数据块作为待替换数据块实现对应缓存替换。本发明公开的缓存替换方法提高了缓存命中率。

技术领域

本发明涉及高速缓冲存储器领域，特别涉及一种缓存替换方法和装置。

背景技术

存储系统中一个重要的组成部分是高速缓冲存储器。高速缓冲存储器位于主存储器和处理器之间，具有较小的容量和较快的速度。目前存储系统基本都采用inclusive组织结构的多级高速缓存，即下级缓存总是包括上级缓存中的所有缓存数据块。

在实际应用中，有时候需要进行缓存数据块的替换，如果要替换下级缓存中的缓存数据块，需要将上级缓存中的该缓存数据块无效掉。而如果该缓存数据块是上级缓存中的热点缓存数据块，将会影响上级缓存的缓存命中率。为了提高缓存命中率，需要选出访问热度最低的缓存数据块，即非热点数据块。

现有技术中一种缓存替换方法是：首先，在最下级缓存中，用LRU算法(最近最少使用算法)确定最下级缓存的非热点数据块，然后逐级发送最下级缓存的非热点数据块信息至上级缓存，上级缓存再次判断最下级缓存的非热点数据块是否是本级缓存的非热点数据快，待最上级缓存确定好非热点数据块后，最上级缓存将非热点数据块信息发送到最下级缓存，最下级缓存接收最上级缓存发送的非热点数据块信息后，确定好非热点数据块，并将其作为待替换数据块实现对应缓存替换。

然而，在用上述方法选取非热点数据块时，过程繁琐，效率低下。

综上所述，如何快速、准确地选取非热点数据块实现缓存替换是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种缓存替换方法，其能解决快速、准确地选取非热点数据块实现缓存替换的技术问题。本发明还提供了一种缓存替换装置。

为解决上述技术问题，本发明提供一种缓存替换方法，包括：

获取每个数据块在每级缓存中的访问热度；

按照最上级缓存中访问热度由低到高或由高到低的顺序对数据块进行排序，得到排序表；

从最上级缓存的下一级缓存开始到最下级缓存为止，依次将每级缓存作为当前级缓存，获取当前级缓存的上一级缓存得到的排序表，统计获取的排序表中访问热度相同的第一数据块，在获取的排序表中按照所述第一数据块在当前级缓存中访问热度由低到高或由高到低对所述第一数据块进行排序，并保持获取的排序表中除所述第一数据块外其他数据块的位置不变，得到当前级缓存的排序表；

在最下级缓存得到的排序表中，选取访问热度最低的前P个数据块作为待替换数据块实现对应缓存替换。

优选的，所述获取每个数据块在每级缓存中的访问热度包括：

获取每个数据块在每级缓存中预设时间段内的被访问次数，将每个数据块在每级缓存中的所述被访问次数作为每个数据块在每级缓存中的访问热度。

优选的，所述按照最上级缓存中访问热度由低到高或由高到低的顺序对数据块进行排序，得到排序表，包括：

设置包含多个按从上到下原则分布的排序层的初始排序表，按照最上级缓存访问热度由低到高或由高到低的顺序对数据块进行排序，将排序后的数据块按照一个排序层放置一个数据块的原则排列到初始排序表中，得到排序表。