[发明专利]一种基于高速缓存感知的垃圾回收方法、设备及存储介质

权利要求书

1.一种基于高速缓存感知的垃圾回收方法，其特征在于，包括：

S1、垃圾回收操作开始，固态硬盘扫描所有物理块，得到每块物理块内包含有效页的数量；

S2、固态硬盘扫描每个物理块对应的高速缓存，利用计数器记录所述物理块缓存在高速缓存中的有效页数量，将每块物理块的有效页数量减去每个物理块对应计数器的值，得到每块物理块真正需要移动的有效页的数量；

S3、选择真正需要移动的有效页的数量最小的物理块作为垃圾回收的目标块；

S4、针对所述目标块，开始扫描每一个物理页；

S5、判断所述物理页是否为无效页；如果是，跳转到S9；否则，进入S6；

S6、所述物理页为有效页，判断所述物理页是否缓存在高速缓存中；如果是，跳转到S8；否则，进入S7；

S7、将所述物理页从闪存中读取到高速缓存中，如果高速缓存满，则采用LRU算法替换；

S8、将所述物理页在高速缓存中的状态修改或保持为“脏”，将映射关系中的物理页面地址删除；

S9、判断是否扫描完目标块当中的所有物理页；如果是，跳转到S11；否则，进入S10；

S10、扫描下一个物理页，并跳转到S5；

S11、完成该目标块的有效页移动，擦除目标块，完成一次垃圾回收操作；

步骤S2中将每块物理块的有效页数量减去每个物理块对应计数器的值，得到每块物理块真正需要移动的有效页的数量，所述计数器的值具体获取方法包括：

固态硬盘初始化时，计数器清零；

用户的读/写请求将一个物理页面从闪存读起，并缓存在高速缓存中，则所述物理页所属的物理块对应的计数器自增1；

高速缓存中的物理页因页面替换被逐出高速缓存，则其对应的物理块的计数器自减1；

物理块被擦除了，则对应的计数器清零；

步骤S8将该物理页在高速缓存中的状态修改或保持为“脏”，将映射关系中的物理页面地址删除具体包括：

对于垃圾回收触发的读操作，若目标块的有效页已经保存在高速缓存中，且其在高速缓存中的状态为“干净”；则垃圾回收将不会从闪存中读取该有效页，一致性缓存将该有效页在缓存中的状态改为“脏”，且将其映射关系中的物理页面地址删除；

对于垃圾回收触发的读操作，若目标块的有效页已经保存在高速缓存中，且其在高速缓存中的状态为“脏”；则垃圾回收将不会从闪存中读取该有效页，一致性缓存将保持该有效页在缓存中的“脏”状态，且将其映射关系中的物理页面地址删除；

对于垃圾回收触发的读操作，若目标块的有效页没有保存在高速缓存中；则垃圾回收将从闪存中读取该有效页，一致性缓存将该有效页数据保存在高速缓存中，且标记其状态为“脏”，同时删除映射关系中的物理页面地址。

2.一种基于高速缓存感知的垃圾回收设备，其特征在于，包括处理器，所述处理器用于执行存储器中存储的计算机程序时实现如权利要求1所述基于高速缓存感知的垃圾回收方法的步骤。

3.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有基于高速缓存感知的垃圾回收程序，所述基于高速缓存感知的垃圾回收程序被处理器执行时实现如权利要求1所述基于高速缓存感知的垃圾回收方法的步骤。