本發(fā)明涉及虛擬文件系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)及其文件管理方法。

背景技術(shù)：

隨著互聯(lián)網(wǎng)和視頻技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)視頻質(zhì)量要求不斷提升，導(dǎo)致視頻數(shù)據(jù)傳輸量不斷增加，隨之要求視頻存儲(chǔ)服務(wù)器不斷提高視頻讀寫(xiě)速率，以滿足及時(shí)響應(yīng)用戶(hù)視頻讀寫(xiě)請(qǐng)求的目的。當(dāng)前磁盤(pán)存儲(chǔ)服務(wù)器主要包括DAS、NAS和SAN三種架構(gòu)。其中，DAS(Direct Access Storage，即直接連接存儲(chǔ))是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)SCSI接口或光纖通道直接連接到一臺(tái)計(jì)算機(jī)上。NAS(Network Attached Storage，即網(wǎng)絡(luò)連接存儲(chǔ))是指將存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(例如以太網(wǎng))，連接到一群計(jì)算機(jī)上。SAN(Storage Area Network,即存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò))是指通過(guò)光纖通道連接到一群計(jì)算機(jī)上。

在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，酒店、公寓、地方電視臺(tái)等中小型企業(yè)受成本限制，一般不會(huì)選用技術(shù)復(fù)雜且成本高的NAS架構(gòu)或SAN架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，通常會(huì)采用DAS架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器進(jìn)而視頻數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，DAS架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器主要依賴(lài)存儲(chǔ)服務(wù)器的主機(jī)操作系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)操作和存儲(chǔ)維護(hù)管理。DAS架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器的具有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要專(zhuān)門(mén)的技術(shù)人員維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，在普通數(shù)據(jù)存儲(chǔ)并且對(duì)讀寫(xiě)操作的IO性能(Input/Output性能，即輸入輸出性能)要求不高時(shí)，可滿足基本需求。但在需要大并發(fā)讀寫(xiě)操作時(shí)，DAS架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器只能通過(guò)配置RAID(Redundant Arrays of Independent Disks，即獨(dú)立冗余磁盤(pán)陳列)卡，提高與存儲(chǔ)服務(wù)器相連的磁盤(pán)陣列整體的讀寫(xiě)速率?，F(xiàn)有DAS架構(gòu)的存儲(chǔ)服務(wù)器，即使配置有RAID卡，若多個(gè)用戶(hù)集中訪問(wèn)同一視頻資源時(shí)，也會(huì)形成整個(gè)存儲(chǔ)服務(wù)器的IO性能瓶頸，導(dǎo)致存儲(chǔ)該視頻資源的磁盤(pán)緊張，影響存儲(chǔ)服務(wù)器的IO性能。并且，即使多個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求不是訪問(wèn)同一視頻資源但多個(gè)訪問(wèn)請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的視頻資源在同一磁盤(pán)上，也有可能導(dǎo)致磁盤(pán)緊張，影響存儲(chǔ)服務(wù)器的IO性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)及其文件管理方法，用以提高存儲(chǔ)服務(wù)器的讀寫(xiě)速率。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)，包括任務(wù)管理子系統(tǒng)和緩存子系統(tǒng)；

所述任務(wù)管理子系統(tǒng)，用于接收來(lái)自請(qǐng)求終端的文件操作任務(wù)，在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述緩存子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)，用于接收所述文件操作任務(wù)；在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間中獲取與所述文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述任務(wù)管理子系統(tǒng)；或者，在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將所述文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述緩存空間；

所述任務(wù)管理子系統(tǒng)，用于接收所述待讀取文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述請(qǐng)求終端。

優(yōu)選地，所述虛擬文件系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)，用于判斷接收到所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)還是寫(xiě)文件任務(wù)；

所述緩存子系統(tǒng)，用于在接收到所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，判斷緩存空間中是否存在與所述文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)；若存在，則更新所述緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述任務(wù)管理子系統(tǒng)；若不存在，則將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)；

所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于接收所述文件操作任務(wù)，獲取與所述文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述緩存子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)，用于接收來(lái)自所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)的所述待讀取文件數(shù)據(jù)，將所述待讀取文件數(shù)據(jù)添加到所述緩存空間內(nèi)，更新所述緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)；并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述任務(wù)管理子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)，用于在接收到所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，所述文件操作任務(wù)包括所述待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)；將所述待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)添加到所述緩存空間內(nèi)，更新所述緩存空間的文件數(shù)據(jù)；并將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)；

所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于接收所述文件操作任務(wù)，并存儲(chǔ)所述待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述虛擬文件系統(tǒng)還包括與主機(jī)操作系統(tǒng)建立內(nèi)存映射關(guān)系的目錄子系統(tǒng)；

所述目錄子系統(tǒng)，用于采用預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息；

所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于將磁盤(pán)依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將所述文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)所述存儲(chǔ)頁(yè)上；所述文件目錄信息記錄每一所述文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)存儲(chǔ)地址；

或者，所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)，用于將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將所述若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布并存儲(chǔ)在所有磁盤(pán)上；所述文件目錄信息記錄每一所述子文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)地址。

優(yōu)選地，還包括：所述任務(wù)管理子系統(tǒng)，用于在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)時(shí)，將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述目錄子系統(tǒng)；所述管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)或查找文件任務(wù)；

所述目錄子系統(tǒng)，用于接收并執(zhí)行所述文件操作任務(wù)。

優(yōu)選地，所述目錄子系統(tǒng)，用于在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)時(shí)，判斷所述文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建的文件的文件大小是否已確定；

所述目錄子系統(tǒng)，用于在所述文件大小已確定時(shí)，通過(guò)所述任務(wù)管理子系統(tǒng)向所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)發(fā)送申請(qǐng)緩存空間請(qǐng)求，接收所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)的分配緩存空間；基于所述文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，將所述創(chuàng)建文件目錄信息與所述分配緩存空間相關(guān)聯(lián)，并將所述創(chuàng)建文件目錄信息添加到所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；

所述目錄子系統(tǒng)，用于在所述文件大小未確定時(shí)，基于所述文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，并將所述創(chuàng)建文件目錄信息添加到所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

本發(fā)明還提供一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法，所述虛擬文件系統(tǒng)包括任務(wù)管理子系統(tǒng)和緩存子系統(tǒng)；

所述任務(wù)管理子系統(tǒng)接收來(lái)自請(qǐng)求終端的文件操作任務(wù)，在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述緩存子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)接收所述文件操作任務(wù)；在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間中獲取與所述文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述任務(wù)管理子系統(tǒng)；或者，在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將所述文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入所述緩存空間；

所述任務(wù)管理子系統(tǒng)接收所述待讀取文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述請(qǐng)求終端。

優(yōu)選地，所述虛擬文件系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)判斷接收到所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)還是寫(xiě)文件任務(wù)；

所述緩存子系統(tǒng)在接收到所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，判斷緩存空間中是否存在與所述文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)；若存在，則更新所述緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述任務(wù)管理子系統(tǒng)；若不存在，則將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)；

所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)接收所述文件操作任務(wù)，獲取與所述文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述緩存子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)接收來(lái)自所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)的所述待讀取文件數(shù)據(jù)，將所述待讀取文件數(shù)據(jù)添加到所述緩存空間內(nèi)，更新所述緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)；并將所述待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給所述任務(wù)管理子系統(tǒng)；

所述緩存子系統(tǒng)在接收到所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，所述文件操作任務(wù)包括所述待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)；將所述待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)添加到所述緩存空間內(nèi)，更新所述緩存空間的文件數(shù)據(jù)；并將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)；

所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)接收所述文件操作任務(wù)，并存儲(chǔ)所述待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述虛擬文件系統(tǒng)還包括與主機(jī)操作系統(tǒng)建立內(nèi)存映射關(guān)系的目錄子系統(tǒng)；所述目錄子系統(tǒng)采用預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息；

所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)將磁盤(pán)依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將所述文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)所述存儲(chǔ)頁(yè)上；所述文件目錄信息記錄每一所述文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)存儲(chǔ)地址；

或者，所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將所述若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布并存儲(chǔ)在所有磁盤(pán)上；所述文件目錄信息記錄每一所述子文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)地址。

優(yōu)選地，還包括：

所述任務(wù)管理子系統(tǒng)在判斷所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)時(shí)，將所述文件操作任務(wù)發(fā)送給所述目錄子系統(tǒng)；所述管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)或查找文件任務(wù)；

所述目錄子系統(tǒng)接收并執(zhí)行所述文件操作任務(wù)。

優(yōu)選地，還包括：所述目錄子系統(tǒng)在所述文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)時(shí)，判斷所述文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建的文件的文件大小是否已確定；

所述目錄子系統(tǒng)在所述文件大小已確定時(shí)，通過(guò)所述任務(wù)管理子系統(tǒng)向所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)發(fā)送申請(qǐng)緩存空間請(qǐng)求，接收所述存儲(chǔ)子系統(tǒng)的分配緩存空間；基于所述文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，將所述創(chuàng)建文件目錄信息與所述分配緩存空間相關(guān)聯(lián)，并將所述創(chuàng)建文件目錄信息添加到所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中；

所述目錄子系統(tǒng)在所述文件大小未確定時(shí)，基于所述文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，并將所述創(chuàng)建文件目錄信息添加到所述預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明所提供的基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)及其文件管理方法，任務(wù)管理子系統(tǒng)在接收任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)；緩存子系統(tǒng)在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)并發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間。該虛擬文件系統(tǒng)中設(shè)置緩存子系統(tǒng)對(duì)文件操作任務(wù)進(jìn)行處理，可屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的重復(fù)讀取，以降低文件操作任務(wù)對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的讀寫(xiě)壓力，減少磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO支出，以保證磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO性能。

附圖說(shuō)明

下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中：

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的原理框圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例2中基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法的一流程圖。

圖中：11、任務(wù)管理子系統(tǒng)；12、緩存子系統(tǒng)；13、存儲(chǔ)子系統(tǒng)；14、目錄子系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例1

圖1示出本實(shí)施例中的基于DAS架構(gòu)的虛擬文件系統(tǒng)的原理框圖。在基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器中，存儲(chǔ)服務(wù)器與磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列通過(guò)SCSI接口直接相連，在存儲(chǔ)服務(wù)器上設(shè)有用于實(shí)現(xiàn)對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上的文件數(shù)據(jù)進(jìn)行IO讀寫(xiě)和存儲(chǔ)維護(hù)管理、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)要求等功能的主機(jī)操作系統(tǒng)；其中，磁盤(pán)陣列包括至少二個(gè)磁盤(pán)。本實(shí)施例所提供的基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)中，虛擬文件系統(tǒng)與主機(jī)操作系統(tǒng)預(yù)先建立內(nèi)存映射關(guān)系，具體包括任務(wù)管理子系統(tǒng)11、緩存子系統(tǒng)12、目錄子系統(tǒng)14和存儲(chǔ)子系統(tǒng)13；其中，目錄子系統(tǒng)14與主機(jī)操作系統(tǒng)建立內(nèi)存映射關(guān)系。

目錄子系統(tǒng)14用于采用預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理存儲(chǔ)在虛擬文件系統(tǒng)中的每一文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息。具體地，目錄子系統(tǒng)14中的文件目錄信息以?xún)?nèi)存映射方式存儲(chǔ)在主機(jī)操作系統(tǒng)上，從而使目錄子系統(tǒng)14中的文件目錄信息可實(shí)時(shí)更新，進(jìn)而保證文件目錄信息的安全和實(shí)時(shí)有效。由于目錄子系統(tǒng)14與主機(jī)操作系統(tǒng)建立內(nèi)存映射關(guān)系，使得每次主機(jī)操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，均需加載目錄子系統(tǒng)14。本實(shí)施例中，目錄子系統(tǒng)14用于管理虛擬文件系統(tǒng)中所有的文件數(shù)據(jù)，記錄文件數(shù)據(jù)的文件目錄信息(包括文件大小、存儲(chǔ)地址等)，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)建文件、刪除文件、修改文件和查找文件等管理文件任務(wù)。本實(shí)施例中目錄子系統(tǒng)14所采用的預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)為紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得執(zhí)行創(chuàng)建文件、刪除文件、修改文件和查找文件等管理文件任務(wù)可保持在較低的時(shí)間復(fù)雜度下?？梢岳斫獾?，在保持較低的時(shí)間復(fù)雜度的情況下，預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)還可以為其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

任務(wù)管理子系統(tǒng)11負(fù)責(zé)接收并管理請(qǐng)求終端發(fā)送的訪問(wèn)虛擬文件系統(tǒng)的文件操作任務(wù)，文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型包括讀寫(xiě)文件任務(wù)和管理文件任務(wù)；其中，讀寫(xiě)文件任務(wù)包括讀文件任務(wù)和寫(xiě)文件任務(wù)；管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)和查找文件任務(wù)。每一個(gè)文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)一任務(wù)數(shù)據(jù)塊，該任務(wù)數(shù)據(jù)塊用于存儲(chǔ)與任務(wù)相關(guān)的任務(wù)信息，包括但不限于任務(wù)類(lèi)型、文件名稱(chēng)、文件大小、創(chuàng)建時(shí)間、任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)、碼率、視頻類(lèi)型、壓縮格式等。另外，任務(wù)數(shù)據(jù)塊不存儲(chǔ)具體的文件數(shù)據(jù)，但與文件數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址相關(guān)聯(lián)。具體地，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，將其對(duì)應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊與獲取到的待讀取文件數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址相關(guān)聯(lián)；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將其對(duì)應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊與待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)地址相關(guān)聯(lián)。在虛擬文件系統(tǒng)中，基于文件操作任務(wù)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊實(shí)現(xiàn)虛擬文件系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間的通信調(diào)用。任務(wù)管理子系統(tǒng)11會(huì)根據(jù)每一文件操作任務(wù)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊上的任務(wù)類(lèi)型，將文件操作任務(wù)發(fā)送給相應(yīng)的子系統(tǒng)進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果返回給發(fā)送文件操作任務(wù)的請(qǐng)求終端。本實(shí)施例中，任務(wù)管理子系統(tǒng)11在接收到的文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12進(jìn)行處理；在接收到的文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給目錄子系統(tǒng)14進(jìn)行處理。

緩存子系統(tǒng)12用于管理緩存空間中緩存的所有文件數(shù)據(jù)，接收任務(wù)管理子系統(tǒng)11發(fā)送的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)，并對(duì)接收到的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理。具體地，緩存子系統(tǒng)12接收到任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，先查看緩存空間中是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，若存在待讀取文件數(shù)據(jù)，則直接將緩存的待讀取文件數(shù)據(jù)返回給任務(wù)管理子系統(tǒng)11，并通過(guò)任務(wù)管理子系統(tǒng)11發(fā)送給請(qǐng)求終端；若不存在待讀取文件數(shù)據(jù)，則將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，從存儲(chǔ)子系統(tǒng)13獲取待讀取文件數(shù)據(jù)并返回給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。緩存子系統(tǒng)12接收到任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)(此時(shí)文件操作任務(wù)中包含待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù))時(shí)，會(huì)先將文件操作任務(wù)所包含的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在緩存空間內(nèi)，更新緩存空間的文件數(shù)據(jù)，然后將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)發(fā)送存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13存儲(chǔ)到磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上。

可以理解地，緩存子系統(tǒng)12預(yù)先向主機(jī)操作系統(tǒng)申請(qǐng)緩存空間，作為虛擬文件系統(tǒng)的緩存，并獨(dú)立使用，緩存子系統(tǒng)的2將申請(qǐng)到的緩存空間以頁(yè)大小為單位，劃分成多個(gè)緩存頁(yè)。緩存子系統(tǒng)12負(fù)責(zé)管理緩存空間內(nèi)各緩存頁(yè)的緩存頁(yè)狀態(tài)，以確定緩存頁(yè)處于空閑狀態(tài)還是使用狀態(tài)。若處于空閑狀態(tài)，則可向緩存頁(yè)直接寫(xiě)入新的文件數(shù)據(jù)并緩存；若處于使用狀態(tài)，即記錄緩存頁(yè)中緩存的文件數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的存儲(chǔ)地址，該存儲(chǔ)地址包括文件數(shù)據(jù)在磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列中的存儲(chǔ)段地址、存儲(chǔ)塊地址和存儲(chǔ)頁(yè)地址，通過(guò)該存儲(chǔ)地址可直接定位內(nèi)存中相應(yīng)的文件數(shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，緩存子系統(tǒng)12對(duì)基于文件操作任務(wù)而獲取到的待讀取文件數(shù)據(jù)(從存儲(chǔ)子系統(tǒng)13)或待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)(從文件操作任務(wù))，均需在緩存空間中緩存一份，將其存儲(chǔ)在空閑狀態(tài)的緩存頁(yè)上，形成緩存空間的文件數(shù)據(jù)，以便于再次接收到任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，可直接將緩存空間的文件數(shù)據(jù)中獲取相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)返回給任務(wù)管理子系統(tǒng)11，無(wú)需將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13以獲取相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，從而過(guò)濾掉一部分任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)，使得只有在緩存空間的文件數(shù)據(jù)中不存在相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)才會(huì)從存儲(chǔ)子系統(tǒng)13獲取待讀取文件任務(wù)，以減輕磁盤(pán)的IO壓力。可以理解地，在將待讀取文件數(shù)據(jù)或待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)加入緩存空間時(shí)，需先檢查緩存空間是否已滿；若緩存空間已滿，即緩存空間內(nèi)不存在可緩存待讀取文件數(shù)據(jù)或待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的處于空閑狀態(tài)的緩存頁(yè)，此時(shí)需采用預(yù)設(shè)的淘汰算法，淘汰舊的緩存頁(yè)上緩存的文件數(shù)據(jù)。該緩存淘汰算法包括但不限于RAND算法,FIFO算法,LFU算法,LRU算法,OPT算法。

存儲(chǔ)子系統(tǒng)13負(fù)責(zé)管理磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列，并配合完成文件操作任務(wù)。具體地，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13負(fù)責(zé)管理存儲(chǔ)服務(wù)器上的磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列，將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(即將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成若干存儲(chǔ)段，每一存儲(chǔ)頁(yè)劃分成若干存儲(chǔ)塊，每一存儲(chǔ)塊劃分成若干存儲(chǔ)頁(yè))，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13還定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)以管理存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)的狀態(tài)信息，并確定各級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(包括存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè))處于空閑狀態(tài)還是使用狀態(tài)。若為空閑狀態(tài)則表示對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)空間為空，可直接寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)；若為使用狀態(tài)則表示對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)空間被占用，不可直接寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13還建立任務(wù)鏈表，用于接收來(lái)自緩存子系統(tǒng)12的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)；并在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上獲取待讀取文件數(shù)據(jù)并返回給緩存子系統(tǒng)12，此時(shí)不修改磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上的文件數(shù)據(jù)；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列，修改磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上的文件數(shù)據(jù)，并將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的文件目錄信息添加到目錄子系統(tǒng)14中。

在一種具體實(shí)施方式中，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上；相應(yīng)地，目錄子系統(tǒng)14中的文件目錄信息記錄每一文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)地址，該存儲(chǔ)地址包括存儲(chǔ)段地址、存儲(chǔ)塊地址和存儲(chǔ)頁(yè)地址。由于磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列被劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列時(shí)，會(huì)存儲(chǔ)在W個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上，W個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)可能屬于M個(gè)存儲(chǔ)塊，M個(gè)存儲(chǔ)塊可能屬于N個(gè)存儲(chǔ)段，N個(gè)存儲(chǔ)段可能屬于不同的磁盤(pán)。相應(yīng)地，目錄子系統(tǒng)14中該文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息中記錄N個(gè)存儲(chǔ)段的存儲(chǔ)段地址，N個(gè)存儲(chǔ)段地址下記錄M個(gè)存儲(chǔ)塊地址，M個(gè)存儲(chǔ)塊地址下記錄W個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)地址?？梢岳斫獾?，每一存儲(chǔ)頁(yè)的空間大小一般為物理磁盤(pán)頁(yè)的整數(shù)倍，使得磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列在獲取待讀取文件數(shù)據(jù)或?qū)懭氪龑?xiě)入文件數(shù)據(jù)時(shí)正好對(duì)應(yīng)物理磁盤(pán)頁(yè)，以避免為物理磁盤(pán)頁(yè)的非整數(shù)倍而產(chǎn)生多余的讀寫(xiě)操作。如若存儲(chǔ)頁(yè)為1.5倍物理磁盤(pán)頁(yè)時(shí)，在執(zhí)行任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)需對(duì)物理磁盤(pán)頁(yè)讀寫(xiě)2次。物理磁盤(pán)頁(yè)一般是512K或1024K，相應(yīng)地，定義虛擬文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的存儲(chǔ)頁(yè)的磁盤(pán)空間大小為512K或1024K。

在另一具體實(shí)施方式中，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布并存儲(chǔ)在所有磁盤(pán)上；文件目錄信息記錄每一子文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)地址。本實(shí)施例中的磁盤(pán)均為存儲(chǔ)磁盤(pán)而非系統(tǒng)盤(pán)。在該具體實(shí)施方式中，無(wú)需將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，而是在給待寫(xiě)入磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的文件數(shù)據(jù)分配磁盤(pán)空間時(shí)，先將文件數(shù)據(jù)切分成N個(gè)子文件數(shù)據(jù)，再將N個(gè)子文件數(shù)據(jù)均勻分布并存儲(chǔ)在所有磁盤(pán)上。如待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)為XXX.ts，存儲(chǔ)時(shí)需將文件數(shù)據(jù)切分成XXX_0.ts，XXX_1.ts，XXX_2.ts等子文件數(shù)據(jù)，并將上述子文件數(shù)據(jù)均勻分布并存儲(chǔ)在所有磁盤(pán)上。在該具體實(shí)施方式中，磁盤(pán)工作線程不是直接讀寫(xiě)磁盤(pán)，而是要打開(kāi)對(duì)應(yīng)的子文件數(shù)據(jù)，并完成讀寫(xiě)文件任務(wù)。相應(yīng)地，目錄子系統(tǒng)14中的文件目錄信息記錄的不是文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)所形成的存儲(chǔ)地址，而是記錄文件數(shù)據(jù)被切分成哪些子文件數(shù)據(jù)以及各子文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的磁盤(pán)地址。

可以理解地，不管是對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列進(jìn)行存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)劃分，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上；還是將文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布并存儲(chǔ)在所有磁盤(pán)上，均可使一文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，大大降低用戶(hù)訪問(wèn)同一個(gè)磁盤(pán)上文件數(shù)據(jù)的概率。由于文件數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在不同磁盤(pán)上，對(duì)文件數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)會(huì)使用不同的磁盤(pán)，從而實(shí)現(xiàn)在大并發(fā)訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí)，訪問(wèn)量是分配到不同的磁盤(pán)上，這樣避免了單塊磁盤(pán)IO短板對(duì)整體性能的影響。

可以理解地，在基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器啟動(dòng)時(shí)，其主機(jī)操作系統(tǒng)啟動(dòng)，相應(yīng)地，與主機(jī)操作系統(tǒng)建立內(nèi)存映射關(guān)系的虛擬文件系統(tǒng)也啟動(dòng)，即任務(wù)管理子系統(tǒng)11和緩存子系統(tǒng)12、存儲(chǔ)子系統(tǒng)13和目錄子系統(tǒng)14同時(shí)啟動(dòng)。其中，目錄子系統(tǒng)14啟動(dòng)時(shí)加載主機(jī)操作系統(tǒng)的文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息，采用紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理文件目錄信息，該文件目錄信息為內(nèi)存映射文件，在目錄子系統(tǒng)14修改內(nèi)存的文件目錄信息時(shí)，主機(jī)操作系統(tǒng)上的文件目錄信息也會(huì)同步更新。任務(wù)管理子系統(tǒng)11啟動(dòng)時(shí)完成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的初始化，用于接收來(lái)自請(qǐng)求終端的文件操作任務(wù)并根據(jù)任務(wù)類(lèi)型將文件操作任務(wù)分別發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12或目錄子系統(tǒng)14。緩存子系統(tǒng)12啟動(dòng)時(shí)可先向存儲(chǔ)子系統(tǒng)13申請(qǐng)?jiān)谝淮髩K內(nèi)存作為緩存空間，并將內(nèi)存劃分成多個(gè)緩存頁(yè)，建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理緩存空間上的所有緩存頁(yè)的緩存頁(yè)狀態(tài)?？梢岳斫獾?，在緩存子系統(tǒng)12啟動(dòng)時(shí)，緩存空間上所有的緩存頁(yè)均處于空閑狀態(tài)。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13啟動(dòng)時(shí)從存儲(chǔ)服務(wù)器上獲取可用來(lái)存儲(chǔ)文件數(shù)據(jù)的磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列，在獲取到磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列時(shí)，對(duì)每一磁盤(pán)進(jìn)行編號(hào)，為每一磁盤(pán)創(chuàng)建一磁盤(pán)工作線程，磁盤(pán)工作線程用于將自己所屬的磁盤(pán)作為一個(gè)大文件進(jìn)行操作(即將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列作為一個(gè)大文件，磁盤(pán)工作線程操作時(shí)直接讀寫(xiě)磁盤(pán)，而無(wú)需在磁盤(pán)上創(chuàng)建文件)，并將大文件依據(jù)磁盤(pán)空間大小劃分為存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，建立數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)的狀態(tài)信息。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13啟動(dòng)時(shí)還創(chuàng)建任務(wù)鏈表對(duì)應(yīng)的工作線程，負(fù)責(zé)接收文件操作任務(wù)并將文件操作任務(wù)分配給各磁盤(pán)工作線程，并將執(zhí)行文件操作任務(wù)的結(jié)果返回。

本實(shí)施例提供一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)(包括讀寫(xiě)操作)，即用于根據(jù)任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)獲取待讀取文件數(shù)據(jù)或?qū)⒋龑?xiě)入文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13。具體地，該基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)包括：

任務(wù)管理子系統(tǒng)11，用于接收來(lái)自請(qǐng)求終端的文件操作任務(wù)，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12。即任務(wù)管理子系統(tǒng)11在接收到文件操作任務(wù)時(shí)，需根據(jù)文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊確定文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型。具體地，文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型包括讀寫(xiě)文件任務(wù)和管理文件任務(wù)；其中，讀寫(xiě)文件任務(wù)包括讀文件任務(wù)和寫(xiě)文件任務(wù)；管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)和查找文件任務(wù)。

緩存子系統(tǒng)12，用于接收文件操作任務(wù)；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間中獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；或者，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間?？梢岳斫獾?，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，文件操作任務(wù)包含待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間并緩存，以使緩存子系統(tǒng)12接收到下一任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，可從緩存空間獲取的相應(yīng)待讀取文件數(shù)據(jù)，并發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。

任務(wù)管理子系統(tǒng)11，用于接收待讀取文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件文件數(shù)據(jù)發(fā)送給請(qǐng)求終端，以使請(qǐng)求終端獲取與文件操作任務(wù)相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)。

在該具體實(shí)施方式中，任務(wù)管理子系統(tǒng)11在接收任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，將該文件操作任務(wù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12；緩存子系統(tǒng)12在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)并發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間。該虛擬文件系統(tǒng)中設(shè)置緩存子系統(tǒng)12對(duì)文件操作任務(wù)進(jìn)行處理，可屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的重復(fù)讀取，以降低文件操作任務(wù)對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的讀寫(xiě)壓力，減少磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO支出，以保證磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO性能。

進(jìn)一步地，基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)，在對(duì)任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理時(shí)，可屏蔽對(duì)同一待讀取文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取。

具體地，緩存子系統(tǒng)12，用于在接收到文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，判斷緩存空間中是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)。若緩存空間中存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則更新緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。若緩存空間不存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13。

存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，用于接收文件操作任務(wù)，獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12。

緩存子系統(tǒng)12，用于接收來(lái)自存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的待讀取文件數(shù)據(jù)，將待讀取文件數(shù)據(jù)添加到緩存空間內(nèi)，更新緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)；并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。

緩存子系統(tǒng)12基于文件操作任務(wù)讀取待讀取文件數(shù)據(jù)包括隨機(jī)讀取和順序讀取兩種情形。在隨機(jī)讀取時(shí)，需指明待讀取文件數(shù)據(jù)的起始位置和文件大小，計(jì)算起始位置處于緩存空間的具體緩存頁(yè)，從具體緩存頁(yè)開(kāi)始查找緩存空間是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，若緩存空間中存在相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則更新緩存空間緩存的文件數(shù)據(jù)，以防止待讀取文件數(shù)據(jù)被緩存子系統(tǒng)12預(yù)設(shè)的淘汰算法淘汰，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；若緩存空間中不存在相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13讀取待讀取文件數(shù)據(jù)。在順序讀取時(shí)，可指定待讀取文件數(shù)據(jù)的起始位置，也可以采用默認(rèn)的起始位置，并根據(jù)起始位置及文件大小計(jì)算起始位置在緩存空間的具體緩存頁(yè)，從具體緩存頁(yè)開(kāi)始查找緩存空間是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，若找到則將待讀取文件數(shù)據(jù)復(fù)制返回給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；若沒(méi)有找到則提交到存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13完成讀操作。

可以理解地，在緩存子系統(tǒng)12接收任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，先從緩存空間查找是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，在緩存空間存在待讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11，以完成該文件操作任務(wù)，無(wú)需將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，從屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列中相同的待讀取文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取，導(dǎo)致磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列緊張，影響磁盤(pán)磁盤(pán)陣列的IO性能。由于待讀取文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)中，或者待讀取文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13基于文件操作任務(wù)訪問(wèn)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列時(shí)，會(huì)將文件操作任務(wù)分配到不同的磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上，以達(dá)到壓力均分，以降低磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO壓力。在從緩存子系統(tǒng)12中直接獲取待讀取文件數(shù)據(jù)或接收來(lái)自存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的待讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，均需更新緩存空間的文件數(shù)據(jù)，以避免待讀取文件數(shù)據(jù)被緩存子系統(tǒng)12預(yù)設(shè)的淘汰算法淘汰，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在緩存子系統(tǒng)12中屏蔽對(duì)相同的待讀取文件數(shù)據(jù)的文件操作任務(wù)重復(fù)讀取。

在一具體實(shí)施方式中，基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理時(shí)，以屏蔽后續(xù)對(duì)該文件操作任務(wù)所包含的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取。

具體地，緩存子系統(tǒng)12，用于在接收到文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，文件操作任務(wù)包括待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)；將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)添加到緩存空間內(nèi)，更新緩存空間的文件數(shù)據(jù)；并將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13?？梢岳斫獾兀恳蝗蝿?wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)均包括待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)，緩存子系統(tǒng)12接收到該文件操作任務(wù)時(shí)，需將文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間，形成緩存空間的文件數(shù)據(jù)，使得緩存子系統(tǒng)12在后續(xù)接收到任務(wù)類(lèi)型為讀文件數(shù)據(jù)的文件操作任務(wù)時(shí)，可從緩存空間中將新寫(xiě)入緩存空間的文件數(shù)據(jù)作為相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11，以屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列中相同的待讀取文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取，避免磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列緊張，從而影響磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO性能。

存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，用于接收文件操作任務(wù)，并存儲(chǔ)待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)。具體地，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上。或者，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布在磁盤(pán)上?？梢岳斫獾兀瑢⒋龑?xiě)入文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)中，或者將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，對(duì)文件數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)(包括讀寫(xiě)文件任務(wù))時(shí)會(huì)使用不同的磁盤(pán)，從而實(shí)現(xiàn)在大并發(fā)訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí)，訪問(wèn)量是分配到不同的磁盤(pán)上，使得每一磁盤(pán)的IO壓力降低，這樣避免了單塊磁盤(pán)IO短板對(duì)整體性能的影響。

緩存子系統(tǒng)12基于文件操作任務(wù)寫(xiě)入待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)包括隨機(jī)寫(xiě)入和順序?qū)懭雰煞N情況。在順序?qū)懭霑r(shí)，無(wú)需指定將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間的寫(xiě)入位置，緩存子系統(tǒng)12根據(jù)待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的文件大小，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入當(dāng)前緩存空間的文件數(shù)據(jù)的尾部，并將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)提交到存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入具體磁盤(pán)上，完成寫(xiě)操作。在隨機(jī)寫(xiě)入的情況下，需指定待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)在緩存空間的寫(xiě)入位置，緩存子系統(tǒng)12根據(jù)起始位置，確定具體緩存頁(yè)，并將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入具體緩存頁(yè)中。同時(shí)，緩存子系統(tǒng)12將任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入具體磁盤(pán)上，完成寫(xiě)操作。

本實(shí)施例提供一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)類(lèi)型為文件管理任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理，該文件管理任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)或查找文件任務(wù)。具體地，該基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)包括：

任務(wù)管理子系統(tǒng)11，用于在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給目錄子系統(tǒng)14。其中，管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)或查找文件任務(wù)。

目錄子系統(tǒng)14，用于接收并執(zhí)行文件操作任務(wù)。本實(shí)施例中采用紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的每一文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息，目錄子系統(tǒng)14接收到任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，可根據(jù)文件操作任務(wù)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的創(chuàng)建、刪除、修改或查找功能。

進(jìn)一步地，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)時(shí)，該基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)還包括：

目錄子系統(tǒng)14，用于在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)時(shí)，判斷文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建的文件的文件大小是否已確定?？梢岳斫獾兀夸涀酉到y(tǒng)14在接收到任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，根據(jù)文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊確定該文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建的文件的文件大小是否已確定。

目錄子系統(tǒng)14，用于在文件大小已確定時(shí)，通過(guò)任務(wù)管理子系統(tǒng)11向存儲(chǔ)子系統(tǒng)13發(fā)送申請(qǐng)緩存空間請(qǐng)求，接收存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的分配緩存空間；基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，將創(chuàng)建文件目錄信息與分配緩存空間相關(guān)聯(lián)，并將創(chuàng)建文件目錄信息添加到預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在VOD點(diǎn)播視頻等場(chǎng)景下，文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建文件的文件大小已確定。具體地，目錄子系統(tǒng)14需先通過(guò)任務(wù)管理子系統(tǒng)11向存儲(chǔ)子系統(tǒng)13發(fā)出申請(qǐng)X大小空間的緩存空間請(qǐng)求，以調(diào)用存儲(chǔ)子系統(tǒng)13接口。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13接收到緩存空間請(qǐng)求后，計(jì)算X大小空間對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)段的個(gè)數(shù)Y，并將Y個(gè)存儲(chǔ)段均分在所有磁盤(pán)上，以形成分配緩存空間。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將分配好的分配緩存空間對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回給目錄子系統(tǒng)14，段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里記錄存儲(chǔ)段所包含的存儲(chǔ)塊信息。目錄子系統(tǒng)14基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，并將該創(chuàng)建文件目錄信息與接收到分配緩存空間對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。目錄子系統(tǒng)14將創(chuàng)建文件目錄信息添加到紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，完成一個(gè)文件大小已確定的文件的創(chuàng)建?？梢岳斫獾兀瑸榱朔值酶?xì)，還可將X大小空間按存儲(chǔ)塊為單位進(jìn)行劃分，計(jì)算存儲(chǔ)塊的數(shù)量，并將所有存儲(chǔ)塊均分在所有磁盤(pán)上，以形成分配緩存空間；相應(yīng)地，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13向目錄子系統(tǒng)14返回塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里記錄存儲(chǔ)塊所包含的存儲(chǔ)頁(yè)信息。

目錄子系統(tǒng)14，用于在文件大小未確定時(shí)，基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，并將創(chuàng)建文件目錄信息添加到預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建文件的文件大小未確定的情況下，只需基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，再將創(chuàng)建文件目錄信息添加到紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，即可完成一個(gè)文件大小未確定的文件的創(chuàng)建，在將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件大小未確定的文件時(shí)再臨時(shí)申請(qǐng)緩存空間，每次臨時(shí)申請(qǐng)可申請(qǐng)一個(gè)存儲(chǔ)段的緩存空間，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入申請(qǐng)到的緩存空間，并釋放緩存空間(存儲(chǔ)段)沒(méi)有使用的存儲(chǔ)塊。

本實(shí)施例所提供的基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)，通過(guò)建立存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，使多個(gè)請(qǐng)求終端訪問(wèn)相同的文件數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)際訪問(wèn)的是緩存空間中的文件數(shù)據(jù)，不對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列造成讀寫(xiě)壓力，減少磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO支出。另外，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上；或者，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布在所有磁盤(pán)上。上述兩種存儲(chǔ)方式，均可使得一文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，降低用戶(hù)訪問(wèn)同一磁盤(pán)上的文件數(shù)據(jù)的概率，在大并發(fā)訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí)，將訪問(wèn)量分配給所有磁盤(pán)，避免單塊磁盤(pán)IO短板對(duì)整個(gè)性能造成影響。

實(shí)施例2

本實(shí)施例提供一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)(包括讀寫(xiě)操作)，即用于根據(jù)任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)獲取待讀取文件數(shù)據(jù)或?qū)⒋龑?xiě)入文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13。具體地，該基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法包括：

S10:任務(wù)管理子系統(tǒng)11接收來(lái)自請(qǐng)求終端的文件操作任務(wù)，并確定文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型。具體地，文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型包括讀寫(xiě)文件任務(wù)和管理文件任務(wù)；其中，讀寫(xiě)文件任務(wù)包括讀文件任務(wù)和寫(xiě)文件任務(wù)；管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)和查找文件任務(wù)。

S20:任務(wù)管理子系統(tǒng)11在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12。即任務(wù)管理子系統(tǒng)11在接收到文件操作任務(wù)時(shí)，需根據(jù)文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊確定文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型。

S30:緩存子系統(tǒng)12接收文件操作任務(wù)；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間中獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；或者，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間?？梢岳斫獾?，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，文件操作任務(wù)包含待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間并緩存，以使緩存子系統(tǒng)12接收到下一任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，可從緩存空間獲取的相應(yīng)待讀取文件數(shù)據(jù)，并發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。

S40:任務(wù)管理子系統(tǒng)11接收待讀取文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件文件數(shù)據(jù)發(fā)送給請(qǐng)求終端，以使請(qǐng)求終端獲取與文件操作任務(wù)相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)。

S50:任務(wù)管理子系統(tǒng)11在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)時(shí)，將文件操作任務(wù)發(fā)送給目錄子系統(tǒng)14。其中，管理文件任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)或查找文件任務(wù)。

S60：目錄子系統(tǒng)14接收并執(zhí)行文件操作任務(wù)。本實(shí)施例中采用紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)管理存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的每一文件數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的文件目錄信息，目錄子系統(tǒng)14接收到任務(wù)類(lèi)型為管理文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，可根據(jù)文件操作任務(wù)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)文件的創(chuàng)建、刪除、修改或查找功能。

在該具體實(shí)施方式中，任務(wù)管理子系統(tǒng)11在接收任務(wù)類(lèi)型為讀寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，將該文件操作任務(wù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12；緩存子系統(tǒng)12在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，從緩存空間獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)并發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，將與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間。該虛擬文件系統(tǒng)中設(shè)置緩存子系統(tǒng)12對(duì)文件操作任務(wù)進(jìn)行處理，可屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的重復(fù)讀取，以降低文件操作任務(wù)對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的讀寫(xiě)壓力，減少磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO支出，以保證磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO性能。

進(jìn)一步地，基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法，在對(duì)任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理時(shí)，可屏蔽對(duì)同一待讀取文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取，即步驟S20具體包括：

S21：緩存子系統(tǒng)12在接收到文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)時(shí)，判斷緩存空間中是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)。若緩存空間中存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則更新緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。若緩存空間不存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13。

S22：存儲(chǔ)子系統(tǒng)13接收文件操作任務(wù)，獲取與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給緩存子系統(tǒng)12。

S23：緩存子系統(tǒng)12接收來(lái)自存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的待讀取文件數(shù)據(jù)，將待讀取文件數(shù)據(jù)添加到緩存空間內(nèi)，更新緩存空間內(nèi)的文件數(shù)據(jù)；并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11。

緩存子系統(tǒng)12基于文件操作任務(wù)讀取待讀取文件數(shù)據(jù)包括隨機(jī)讀取和順序讀取兩種情形。在隨機(jī)讀取時(shí)，需指明待讀取文件數(shù)據(jù)的起始位置和文件大小，計(jì)算起始位置處于緩存空間的具體緩存頁(yè)，從具體緩存頁(yè)開(kāi)始查找緩存空間是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，若緩存空間中存在相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則更新緩存空間緩存的文件數(shù)據(jù)，以防止待讀取文件數(shù)據(jù)被緩存子系統(tǒng)12預(yù)設(shè)的淘汰算法淘汰，并將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；若緩存空間中不存在相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，則將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13讀取待讀取文件數(shù)據(jù)。在順序讀取時(shí)，可指定待讀取文件數(shù)據(jù)的起始位置，也可以采用默認(rèn)的起始位置，并根據(jù)起始位置及文件大小計(jì)算起始位置在緩存空間的具體緩存頁(yè)，從具體緩存頁(yè)開(kāi)始查找緩存空間是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，若找到則將待讀取文件數(shù)據(jù)復(fù)制返回給任務(wù)管理子系統(tǒng)11；若沒(méi)有找到則提交到存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13完成讀操作。

可以理解地，在緩存子系統(tǒng)12接收任務(wù)類(lèi)型為讀文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，先從緩存空間查找是否存在與文件操作任務(wù)相對(duì)應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)，在緩存空間存在待讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，將待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11，以完成該文件操作任務(wù)，無(wú)需將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，從屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列中相同的待讀取文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取，導(dǎo)致磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列緊張，影響磁盤(pán)磁盤(pán)陣列的IO性能。由于待讀取文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)中，或者待讀取文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13基于文件操作任務(wù)訪問(wèn)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列時(shí)，會(huì)將文件操作任務(wù)分配到不同的磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列上，以達(dá)到壓力均分，以降低磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO壓力。在從緩存子系統(tǒng)12中直接獲取待讀取文件數(shù)據(jù)或接收來(lái)自存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的待讀取文件數(shù)據(jù)時(shí)，均需更新緩存空間的文件數(shù)據(jù)，以避免待讀取文件數(shù)據(jù)被緩存子系統(tǒng)12預(yù)設(shè)的淘汰算法淘汰，無(wú)法實(shí)現(xiàn)在緩存子系統(tǒng)12中屏蔽對(duì)相同的待讀取文件數(shù)據(jù)的文件操作任務(wù)重復(fù)讀取。

在一具體實(shí)施方式中，基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法，在實(shí)現(xiàn)對(duì)任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理時(shí)，以屏蔽后續(xù)對(duì)該文件操作任務(wù)所包含的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取，即步驟S20還包括：

S24:緩存子系統(tǒng)12在接收到文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)時(shí)，文件操作任務(wù)包括待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)；將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)添加到緩存空間內(nèi)，更新緩存空間的文件數(shù)據(jù)；并將文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13?？梢岳斫獾?，每一任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)均包括待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)，緩存子系統(tǒng)12接收到該文件操作任務(wù)時(shí)，需將文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間，形成緩存空間的文件數(shù)據(jù)，使得緩存子系統(tǒng)12在后續(xù)接收到任務(wù)類(lèi)型為讀文件數(shù)據(jù)的文件操作任務(wù)時(shí)，可從緩存空間中將新寫(xiě)入緩存空間的文件數(shù)據(jù)作為相應(yīng)的待讀取文件數(shù)據(jù)發(fā)送給任務(wù)管理子系統(tǒng)11，以屏蔽對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列中相同的待讀取文件數(shù)據(jù)的重復(fù)讀取，避免磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列緊張，從而影響磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO性能。

S25：存儲(chǔ)子系統(tǒng)13接收文件操作任務(wù)，并存儲(chǔ)待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)。具體地，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上。或者，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布在磁盤(pán)上?？梢岳斫獾兀瑢⒋龑?xiě)入文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)中，或者將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，對(duì)文件數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)(包括讀寫(xiě)文件任務(wù))時(shí)會(huì)使用不同的磁盤(pán)，從而實(shí)現(xiàn)在大并發(fā)訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí)，訪問(wèn)量是分配到不同的磁盤(pán)上，使得每一磁盤(pán)的IO壓力降低，這樣避免了單塊磁盤(pán)IO短板對(duì)整體性能的影響。

緩存子系統(tǒng)12基于文件操作任務(wù)寫(xiě)入待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)包括隨機(jī)寫(xiě)入和順序?qū)懭雰煞N情況。在順序?qū)懭霑r(shí)，無(wú)需指定將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存空間的寫(xiě)入位置，緩存子系統(tǒng)12根據(jù)待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)的文件大小，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入當(dāng)前緩存空間的文件數(shù)據(jù)的尾部，并將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)提交到存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入具體磁盤(pán)上，完成寫(xiě)操作。在隨機(jī)寫(xiě)入的情況下，需指定待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)在緩存空間的寫(xiě)入位置，緩存子系統(tǒng)12根據(jù)起始位置，確定具體緩存頁(yè)，并將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入具體緩存頁(yè)中。同時(shí)，緩存子系統(tǒng)12將任務(wù)類(lèi)型為寫(xiě)文件任務(wù)的文件操作任務(wù)發(fā)送給存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，由存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入具體磁盤(pán)上，完成寫(xiě)操作。

本實(shí)施例提供一種基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法，用于實(shí)現(xiàn)任務(wù)類(lèi)型為文件管理任務(wù)的文件操作任務(wù)進(jìn)行處理，該文件管理任務(wù)包括創(chuàng)建文件任務(wù)、刪除文件任務(wù)、修改文件任務(wù)或查找文件任務(wù)。

進(jìn)一步地，在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)時(shí)，該基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法的步驟S60具體包括：

S61:目錄子系統(tǒng)14在文件操作任務(wù)的任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)時(shí)，判斷文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建的文件的文件大小是否已確定。可以理解地，目錄子系統(tǒng)14在接收到任務(wù)類(lèi)型為創(chuàng)建文件任務(wù)的文件操作任務(wù)時(shí)，根據(jù)文件操作任務(wù)對(duì)應(yīng)的任務(wù)數(shù)據(jù)塊確定該文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建的文件的文件大小是否已確定。

S62：目錄子系統(tǒng)14在文件大小已確定時(shí)，通過(guò)任務(wù)管理子系統(tǒng)11向存儲(chǔ)子系統(tǒng)13發(fā)送申請(qǐng)緩存空間請(qǐng)求，接收存儲(chǔ)子系統(tǒng)13的分配緩存空間；基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，將創(chuàng)建文件目錄信息與分配緩存空間相關(guān)聯(lián)，并將創(chuàng)建文件目錄信息添加到預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在VOD點(diǎn)播視頻等場(chǎng)景下，文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建文件的文件大小已確定。具體地，目錄子系統(tǒng)14需先通過(guò)任務(wù)管理子系統(tǒng)11向存儲(chǔ)子系統(tǒng)13發(fā)出申請(qǐng)X大小空間的緩存空間請(qǐng)求，以調(diào)用存儲(chǔ)子系統(tǒng)13接口。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13接收到緩存空間請(qǐng)求后，計(jì)算X大小空間對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)段的個(gè)數(shù)Y，并將Y個(gè)存儲(chǔ)段均分在所有磁盤(pán)上，以形成分配緩存空間。存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將分配好的分配緩存空間對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)返回給目錄子系統(tǒng)14，段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里記錄存儲(chǔ)段所包含的存儲(chǔ)塊信息。目錄子系統(tǒng)14基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，并將該創(chuàng)建文件目錄信息與接收到分配緩存空間對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。目錄子系統(tǒng)14將創(chuàng)建文件目錄信息添加到紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，完成一個(gè)文件大小已確定的文件的創(chuàng)建?？梢岳斫獾兀瑸榱朔值酶?xì)，還可將X大小空間按存儲(chǔ)塊為單位進(jìn)行劃分，計(jì)算存儲(chǔ)塊的數(shù)量，并將所有存儲(chǔ)塊均分在所有磁盤(pán)上，以形成分配緩存空間；相應(yīng)地，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13向目錄子系統(tǒng)14返回塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，塊數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)里記錄存儲(chǔ)塊所包含的存儲(chǔ)頁(yè)信息。

S63:目錄子系統(tǒng)14在文件大小未確定時(shí)，基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，并將創(chuàng)建文件目錄信息添加到預(yù)設(shè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在文件操作任務(wù)所要?jiǎng)?chuàng)建文件的文件大小未確定的情況下，只需基于文件操作任務(wù)生成一創(chuàng)建文件目錄信息，再將創(chuàng)建文件目錄信息添加到紅黑樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，即可完成一個(gè)文件大小未確定的文件的創(chuàng)建，在將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件大小未確定的文件時(shí)再臨時(shí)申請(qǐng)緩存空間，每次臨時(shí)申請(qǐng)可申請(qǐng)一個(gè)存儲(chǔ)段的緩存空間，將待寫(xiě)入文件數(shù)據(jù)寫(xiě)入申請(qǐng)到的緩存空間，并釋放緩存空間(存儲(chǔ)段)沒(méi)有使用的存儲(chǔ)塊。

本實(shí)施例所提供的基于DAS架構(gòu)存儲(chǔ)服務(wù)器的虛擬文件系統(tǒng)的文件管理方法，通過(guò)建立存儲(chǔ)子系統(tǒng)13，使多個(gè)請(qǐng)求終端訪問(wèn)相同的文件數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)際訪問(wèn)的是緩存空間中的文件數(shù)據(jù)，不對(duì)磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列造成讀寫(xiě)壓力，減少磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列的IO支出。另外，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將磁盤(pán)或磁盤(pán)陣列依空間大小劃分成存儲(chǔ)段、存儲(chǔ)塊和存儲(chǔ)頁(yè)三級(jí)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，并將文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在至少一個(gè)存儲(chǔ)頁(yè)上；或者，存儲(chǔ)子系統(tǒng)13將存儲(chǔ)在存儲(chǔ)子系統(tǒng)13中的文件數(shù)據(jù)劃分成若干子文件數(shù)據(jù)，并將若干子文件數(shù)據(jù)均勻分布在所有磁盤(pán)上。上述兩種存儲(chǔ)方式，均可使得一文件數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的磁盤(pán)上，降低用戶(hù)訪問(wèn)同一磁盤(pán)上的文件數(shù)據(jù)的概率，在大并發(fā)訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí)，將訪問(wèn)量分配給所有磁盤(pán)，避免單塊磁盤(pán)IO短板對(duì)整個(gè)性能造成影響。

本發(fā)明是通過(guò)幾個(gè)具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明的，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種變換和等同替代。另外，針對(duì)特定情形或具體情況，可以對(duì)本發(fā)明做各種修改，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施例，而應(yīng)當(dāng)包括落入本發(fā)明權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方式。