[发明专利]一种置换和回写自适应的缓冲区管理方法

摘要

本发明提供一种置换和回写自适应的缓冲区管理方法，将缓冲区划分为缓存块记录表、写缓冲区和读缓冲区；其中，缓存块记录表用于记录同属一个逻辑数据块的数据页在缓冲区的位置信息，写缓冲区用于缓存响应写请求而被修改过的数据页，读缓冲区用于缓存仅响应读请求而未被修改的数据页。本发明在加载和剔除数据页时采用页级的管理方式，通过周期自适应调整读缓冲区阈值，能够感知负载读写特的变化，使得该管理方法在多种负载条件下都能得到较高的缓存命中率。同时，采用脏页自适应聚簇回写，能够感知FTL层垃圾回收的压力，自适应地调整回写策略，能够有效地减少因为FTL垃圾回收引发的额外块擦除次数，提升了固态硬盘的总体性能和使用寿命。

主权项

1.一种置换和回写自适应的缓冲区管理方法，所述缓冲区划分为缓存块记录表、写缓冲区和读缓冲区；所述缓存块记录表用于记录同属一个逻辑数据块的数据页在缓冲区的位置信息，所述写缓冲区用于缓存响应写请求而被修改过的数据页，所述读缓冲区用于缓存仅响应读请求而未被修改的数据页；其特征在于，所述管理方法包括以下步骤：S1，当访问请求到来，查询缓存块记录表是否包含请求对应的缓存块信息，若存在，执行S2，否则，执行S4；S2，查询缓存块记录表中是否存在指向请求数据页的位置指针，若存在，则执行S3，否则，执行S5；S3，将命中数据页迁移到相应缓冲区的MRU位置，更新对应缓存块记录表中的位置指针列表；之后执行S8；S4，向缓存块记录表中添加对应的记录块信息，同时初始化该记录块的所有信息，之后执行S5；S5，判定当前缓冲区是否满；若满，执行S6，否则，执行S7；S6，比较读缓冲区与目标阈值Tau的大小；若大于，则选择读缓冲区的LRU位置的数据页剔除，否则，选择写缓冲区的LRU位置的数据页作为剔除项并执行自适应聚簇回写；更新剔除数据页对应的记录块信息，之后执行S7；S7，将缺失的请求数据页加载入对应的缓冲区，同时将指向该数据页的位置指针添加至对应的缓存块记录表的位置指针列表中，并更新对应的记录块信息；之后执行S8；S8，启动置换策略阈值调整机制，对阈值Tau进行调整；最后，结束本次请求的处理。