[发明专利]一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法

权利要求书

1.一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法，其特征在于包括请求类型区分模块、热数据页存储区模块、冷数据页存储区模块和连续数据页存储区模块；

所述的请求类型区分模块是用来区分文件系统发出的请求是随机请求还是具有高空间本地性的连续请求；

所述的热数据页存储区模块是用来加载访问频繁的请求的数据页；所述的访问频繁的请求是指请求在缓冲区中的累计命中次数大于等于两次；

所述的冷数据页存储区模块要是用来缓存访问频率较低的请求的数据页，若请求在冷数据页存储区模块中累计两次命中后，即将该命中的数据页加载到热数据页存储区模块中；再者，冷数据页存储区模块还存储从热数据页存储区模块剔除的数据页；

所述的连续数据页存储区模块主要是用来加载具有高空间本地性请求的数据页；同样，当连续数据页存储区模块中的数据页被累计两次命中后，也需要将该命中的数据页加载到热数据页存储区模块中。

2.如权利要求1所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法，其特征在于预取多个连续的数据页到连续数据页存储区，能够提升对连续请求的响应性能。

3.如权利要求2所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法，其特征在于当缓冲区满时，优先置换冷数据页存储区的干净页，当冷数据页存储区没有干净页时，再将脏页置换出去，有效降低闪存的读写开销。

4.如权利要求3所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、将SSD中的数据页缓存分成请求类型区分模块，热数据页存储区模块、冷数据页存储区模块和连续数据页存储区模块4个模块，数据页缓存中的所有数据页都标识有hot-flag标志位，即hot-flag设置为1表示该数据页为热页，设置为0表示为冷页；

步骤2、当请求到来，若请求的数据在数据页缓存，则直接为之服务；若不在数据页缓存中，则需要将请求的数据页加载到数据页缓存中；

步骤3、当冷数据页存储区模块或连续数据页存储区模块中的数据页被累计二次命中时，则认为该数据页为热数据页，并将其hot-flag标志位设置为1，并将该数据页加载到热数据页存储区模块中的MRU位置；

步骤4、若请求的数据页不在数据页缓存时，则请求类型区分模块判断请求的类型，若是连续请求，则直接将该请求的数据页加载到连续数据页存储区模块中，反之则加载到冷数据页存储区模块中，并且将数据页的hot-flag设置为0；

步骤5、当热数据页存储区模块满时，依据LRU剔除策略选择最近最少使用的数据页剔除到冷数据页存储区模块的MRU位置，并将该页的hot-flag设置为0；

步骤6、当连续请求存储区模块满时，选择最先存储到S-CDP的数据页进行置换；

步骤7、当冷数据页存储区模块满时，优先选择最近最少使用的干净页进行剔除，当冷数据页存储区无干净页时，再选择将脏页置换出去。

5.如权利要求4所述的一种基于分类策略的页级缓冲区改进方法，其特征在于选取3个性能指标作为评价标准：缓冲区命中率、平均响应时间和闪存块擦除次数；具体如下：

1)缓冲区命中率指请求的数据页在整个数据页缓存中的命中比率，即在数据页缓存中得到服务的请求占总请求的比例；

2)平均响应时间是指请求完成服务时间与到达时间的时间差，它是垃圾回收、地址映射的开销以及数据访问时间的综合，也是衡量SSD性能的关键指标；

3)闪存块擦除次数包括地址转换块的擦除次数和数据块的擦除次数，闪存块擦除次数直接决定了SSD的使用寿命。