一种通过代理转写防止缓存池写满的方法和装置与流程

1.本发明涉及分布式存储系统领域，更具体地，特别是指一种通过代理转写防止缓存池写满的方法、系统、设备和存储介质。


背景技术：

2.在当前大数据的时代，对海量数据的收集、传输及存储面临诸多挑战；基于当前hdd(hard disk drive，机械硬盘)及ssd(solid state drive，固态硬盘)的硬件特性，在存储系统的设计和实现中会对数据做缓存的分层处理，以此既能满足对存储系统的性能指标要求，又能满足容量指标的要求；缓存层用于满足性能指标要求，后端存储层用于满足存储容量指标的要求，通过数据下刷的机制，将数据从缓存层转移到存储层。
3.在存储系统中通常会使用ssd进行缓存加速，而ssd中的数据最终会下刷到hdd中进行持久保存；但ssd与hdd在iops(input/output per seconds，每秒输入输出的量)等硬件性能指标上差距巨大，会导致在进行业务持续的全速写入时缓存池被写满，进而引起整个存储集群拒绝服务。如果要处理因缓存层被写满而导致的整个集群不可用，需要在缓存池超过阈值时对业务限速，但通常方式下的将业务io进行阻塞的方式，会造成整个存储集群对外性能指标的骤降，进而引起外部业务系统的异常。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例的目的在于提出一种通过代理转写防止缓存池写满的方法、系统、计算机设备及计算机可读存储介质，本发明当水位超过预警阈值时，将原本应该由缓存池直接处理的业务写io，通过代理转写到底层存储池中处理，从而有效预防缓存池被写满；与其他通过阻塞业务端业务请求方式的限速机制相比，采用本发明方案的方式，能保证在阻止缓存池被写满的同时，亦能保证业务端iops的相对稳定，保证了存储系统的稳定运行。
5.基于上述目的，本发明实施例的一方面提供了一种通过代理转写防止缓存池写满的方法，包括如下步骤：设置预警阈值和恢复阈值，并将所述预警阈值和所述恢复阈值写入内存，其中所述预警阈值高于所述恢复阈值；创建下刷线程将缓存池中的数据下刷到存储池，并每隔预设时间检测所述缓存池的当前水位是否超过所述预警阈值；响应于所述缓存池的当前水位超过所述预警阈值，将所述缓存池中的业务io转发到所述存储池，并检查所述缓存池的当前水位是否低于所述恢复阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位低于所述恢复阈值，取消业务io的转发，直接由所述缓存池处理业务io。
6.在一些实施方式中，方法还包括：设置警戒阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述警戒阈值，其中所述警戒阈值高于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述警戒阈值，提高数据下刷的速率和业务io转发的速率。
7.在一些实施方式中，方法还包括：设置满仓阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述满仓水位，其中所述满仓阈值高于所述警戒阈值；以及响应于所述缓存池的当
前水位超过所述满仓阈值，将数据下刷速率和业务io转发速率提高到最大值，并减缓从业务系统读取业务io的速率。
8.在一些实施方式中，方法还包括：设置第二恢复阈值，所述第二恢复阈值高于所述恢复阈值且低于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的水位从所述预警阈值降至所述第二恢复阈值，降低业务io转发的速率并恢复从业务系统读取业务io的速率。
9.本发明实施例的另一方面，提供了一种通过代理转写防止缓存池写满的系统，包括：设置模块，配置用于设置预警阈值和恢复阈值，并将所述预警阈值和所述恢复阈值写入内存，其中所述预警阈值高于所述恢复阈值；检测模块，配置用于创建下刷线程将缓存池中的数据下刷到存储池，并每隔预设时间检测所述缓存池的当前水位是否超过所述预警阈值；代理模块，配置用于响应于所述缓存池的当前水位超过所述预警阈值，将所述缓存池中的业务io转发到所述存储池，并检查所述缓存池的当前水位是否低于所述恢复阈值；以及恢复模块，配置用于响应于所述缓存池的当前水位低于所述恢复阈值，取消业务io的转发，直接由所述缓存池处理业务io。
10.在一些实施方式中，系统还包括警戒模块，配置用于：设置警戒阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述警戒阈值，其中所述警戒阈值高于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述警戒阈值，提高数据下刷的速率和业务io转发的速率。
11.在一些实施方式中，系统还包括满仓模块，配置用于：设置满仓阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述满仓水位，其中所述满仓阈值高于所述警戒阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述满仓阈值，将数据下刷速率和业务io转发速率提高到最大值，并减缓从业务系统读取业务io的速率。
12.在一些实施方式中，系统还包括第二恢复模块，配置用于：设置第二恢复阈值，所述第二恢复阈值高于所述恢复阈值且低于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的水位从所述预警阈值降至所述第二恢复阈值，降低业务io转发的速率并恢复从业务系统读取业务io的速率。
13.本发明实施例的又一方面，还提供了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，所述存储器存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述指令由所述处理器执行时实现如上方法的步骤。
14.本发明实施例的再一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时实现如上方法步骤的计算机程序。
15.本发明具有以下有益技术效果：当水位超过预警阈值时，将原本应该由缓存池直接处理的业务写io，通过代理转写到底层存储池中处理，从而有效预防缓存池被写满；与其他通过阻塞业务端业务请求方式的限速机制相比，采用本发明方案的方式，能保证在阻止缓存池被写满的同时，亦能保证业务端iops的相对稳定，保证了存储系统的稳定运行。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图获得其他的实施例。
17.图1为本发明提供的通过代理转写防止缓存池写满的方法的实施例的示意图；
18.图2为本发明提供的通过代理转写防止缓存池写满的系统的实施例的示意图；
19.图3为本发明提供的通过代理转写防止缓存池写满的计算机设备的实施例的硬件结构示意图；
20.图4为本发明提供的通过代理转写防止缓存池写满的计算机存储介质的实施例的示意图。
具体实施方式
21.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明实施例进一步详细说明。
22.需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。
23.本发明实施例的第一个方面，提出了一种通过代理转写防止缓存池写满的方法的实施例。图1示出的是本发明提供的通过代理转写防止缓存池写满的方法的实施例的示意图。如图1所示，本发明实施例包括如下步骤：
24.s1、设置预警阈值和恢复阈值，并将所述预警阈值和所述恢复阈值写入内存，其中所述预警阈值高于所述恢复阈值；
25.s2、创建下刷线程将缓存池中的数据下刷到存储池，并每隔预设时间检测所述缓存池的当前水位是否超过所述预警阈值；
26.s3、响应于所述缓存池的当前水位超过所述预警阈值，将所述缓存池中的业务io(input/output，输入输出)转发到所述存储池，并检查所述缓存池的当前水位是否低于所述恢复阈值；以及
27.s4、响应于所述缓存池的当前水位低于所述恢复阈值，取消业务io的转发，直接由所述缓存池处理业务io。
28.为避免仅仅因为缓存池写满但底层存储池未被写满，而导致整个集群不可用这种异常情况的出现，本发明实施例当监测到缓存池处于高水位情况时，对业务端的写io进行代理转写的处理，以在尽量减少整个存储集群性能损耗的情况下保证集群的高可用。在集群处于高水位时将业务写io通过代理转写直接转发到后端存储池，省略了通过缓存池再进行一层中转的过程，在集群性能降低不明显的情况下保证了业务系统的稳定性，及整个存储系统的高可用性。
29.代理转写只有当缓存池水位相对较高时(水位大于可配置的预警阈值highthreshold)才会启动，同时因为数据下刷的过程一直在进行中，所以存储池的水位会不断降低，当水位降低到合适值(恢复阈值lowthreshold)的时候，代理转写会被取消，恢复到正常的处理流程，使用这种机制来保证集群的高可用。
30.设置预警阈值和恢复阈值，并将所述预警阈值和所述恢复阈值写入内存，其中所述预警阈值高于所述恢复阈值。根据缓存池的容量设置预警阈值highthreshold和恢复阈值lowthresholds，在系统启动时将开启代理的水位线预警阈值及代理转写恢复的水位线
恢复阈值读入到内存。
31.创建下刷线程将缓存池中的数据下刷到存储池，并每隔预设时间检测所述缓存池的当前水位是否超过所述预警阈值。系统启动时会创建独立的下刷线程；系统启动后，会对下刷速率及水位信息进行周期性统计。
32.响应于所述缓存池的当前水位超过所述预警阈值，将所述缓存池中的业务io转发到所述存储池，并检查所述缓存池的当前水位是否低于所述恢复阈值。系统接收到业务写入请求后，若当前水位超过预警阈值，则缓存池开始将业务io转发到后端存储池，保证前端业务逻辑的正常处理。
33.响应于所述缓存池的当前水位低于所述恢复阈值，取消业务io的转发，直接由所述缓存池处理业务io。一般情况下，此时缓存池仍会将数据下刷到底层存储池中，所以缓存池的水位会逐渐降低，当缓存池水位降低到恢复阈值以下后，取消业务io代理，再次由缓存池直接处理业务io。
34.在一些实施方式中，方法还包括：设置警戒阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述警戒阈值，其中所述警戒阈值高于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述警戒阈值，提高数据下刷的速率和业务io转发的速率。在某些情形下，当从业务系统中写入的数据过多，导致缓存池的水位进一步升高并且触及警戒阈值时，提高数据下刷的速率和业务io转发的速率，以进一步减轻缓存池的压力。
35.在一些实施方式中，方法还包括：设置满仓阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述满仓水位，其中所述满仓阈值高于所述警戒阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述满仓阈值，将数据下刷速率和业务io转发速率提高到最大值，并减缓从业务系统读取业务io的速率。在某些情形下，缓存池的水位进一步升高并且触及满仓阈值时，则需要将数据下刷速率和业务io转发速率提高到最大值，并适当降低缓存池从业务系统读取io的速率。
36.在一些实施方式中，方法还包括：设置第二恢复阈值，所述第二恢复阈值高于所述恢复阈值且低于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的水位从所述预警阈值降至所述第二恢复阈值，降低业务io转发的速率并恢复从业务系统读取业务io的速率。在某些情形下，当水位从满仓阈值降低到第二恢复阈值，可以降低业务io转发的速率并恢复从业务系统读取业务io的速率以提高系统的可用性。
37.本发明实施例中当水位超过预警阈值时，将原本应该由缓存池直接处理的业务写io，通过代理转写到底层存储池中处理，从而有效预防缓存池被写满；与其他通过阻塞业务端业务请求方式的限速机制相比，采用本发明方案的方式，能保证在阻止缓存池被写满的同时，亦能保证业务端iops的相对稳定，保证了存储系统的稳定运行。
38.需要特别指出的是，上述通过代理转写防止缓存池写满的方法的各个实施例中的各个步骤均可以相互交叉、替换、增加、删减，因此，这些合理的排列组合变换之于通过代理转写防止缓存池写满的方法也应当属于本发明的保护范围，并且不应将本发明的保护范围局限在实施例之上。
39.基于上述目的，本发明实施例的第二个方面，提出了一种通过代理转写防止缓存池写满的系统。如图2所示，系统200包括如下模块：设置模块，配置用于设置预警阈值和恢复阈值，并将所述预警阈值和所述恢复阈值写入内存，其中所述预警阈值高于所述恢复阈
值；检测模块，配置用于创建下刷线程将缓存池中的数据下刷到存储池，并每隔预设时间检测所述缓存池的当前水位是否超过所述预警阈值；代理模块，配置用于响应于所述缓存池的当前水位超过所述预警阈值，将所述缓存池中的业务io转发到所述存储池，并检查所述缓存池的当前水位是否低于所述恢复阈值；以及恢复模块，配置用于响应于所述缓存池的当前水位低于所述恢复阈值，取消业务io的转发，直接由所述缓存池处理业务io。
40.在一些实施方式中，系统还包括警戒模块，配置用于：设置警戒阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述警戒阈值，其中所述警戒阈值高于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述警戒阈值，提高数据下刷的速率和业务io转发的速率。
41.在一些实施方式中，系统还包括满仓模块，配置用于：设置满仓阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述满仓水位，其中所述满仓阈值高于所述警戒阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述满仓阈值，将数据下刷速率和业务io转发速率提高到最大值，并减缓从业务系统读取业务io的速率。
42.在一些实施方式中，系统还包括第二恢复模块，配置用于：设置第二恢复阈值，所述第二恢复阈值高于所述恢复阈值且低于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的水位从所述预警阈值降至所述第二恢复阈值，降低业务io转发的速率并恢复从业务系统读取业务io的速率。
43.本发明实施例中当水位超过预警阈值时，将原本应该由缓存池直接处理的业务写io，通过代理转写到底层存储池中处理，从而有效预防缓存池被写满；与其他通过阻塞业务端业务请求方式的限速机制相比，采用本发明方案的方式，保证在阻止缓存池被写满的同时，亦能保证业务端iops的相对稳定，保证了存储系统的稳定运行。
44.基于上述目的，本发明实施例的第三个方面，提出了一种计算机设备，包括：至少一个处理器；以及存储器，存储器存储有可在处理器上运行的计算机指令，指令由处理器执行以实现如下步骤：s1、设置预警阈值和恢复阈值，并将所述预警阈值和所述恢复阈值写入内存，其中所述预警阈值高于所述恢复阈值；s2、创建下刷线程将缓存池中的数据下刷到存储池，并每隔预设时间检测所述缓存池的当前水位是否超过所述预警阈值；s3、响应于所述缓存池的当前水位超过所述预警阈值，将所述缓存池中的业务io转发到所述存储池，并检查所述缓存池的当前水位是否低于所述恢复阈值；以及s4、响应于所述缓存池的当前水位低于所述恢复阈值，取消业务io的转发，直接由所述缓存池处理业务io。
45.在一些实施方式中，步骤还包括：设置警戒阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述警戒阈值，其中所述警戒阈值高于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述警戒阈值，提高数据下刷的速率和业务io转发的速率。
46.在一些实施方式中，步骤还包括：设置满仓阈值，并检测所述缓存池的当前水位是否超过所述满仓水位，其中所述满仓阈值高于所述警戒阈值；以及响应于所述缓存池的当前水位超过所述满仓阈值，将数据下刷速率和业务io转发速率提高到最大值，并减缓从业务系统读取业务io的速率。
47.在一些实施方式中，步骤还包括：设置第二恢复阈值，所述第二恢复阈值高于所述恢复阈值且低于所述预警阈值；以及响应于所述缓存池的水位从所述预警阈值降至所述第二恢复阈值，降低业务io转发的速率并恢复从业务系统读取业务io的速率。
48.本发明实施例中当水位超过预警阈值时，将原本应该由缓存池直接处理的业务写io，通过代理转写到底层存储池中处理，从而有效预防缓存池被写满；与其他通过阻塞业务端业务请求方式的限速机制相比，采用本发明方案的方式，保证在阻止缓存池被写满的同时，亦能保证业务端iops的相对稳定，保证了存储系统的稳定运行。
49.如图3所示，为本发明提供的上述通过代理转写防止缓存池写满的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。
50.以如图3所示的装置为例，在该装置中包括一个处理器301以及一个存储器302。
51.处理器301和存储器302可以通过总线或者其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。
52.存储器302作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本技术实施例中的通过代理转写防止缓存池写满的方法对应的程序指令/模块。处理器301通过运行存储在存储器302中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现通过代理转写防止缓存池写满的方法。
53.存储器302可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据通过代理转写防止缓存池写满的方法的使用所创建的数据等。此外，存储器302可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器302可选包括相对于处理器301远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至本地模块。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
54.一个或者多个通过代理转写防止缓存池写满的方法对应的计算机指令303存储在存储器302中，当被处理器301执行时，执行上述任意方法实施例中的通过代理转写防止缓存池写满的方法。
55.执行上述通过代理转写防止缓存池写满的方法的计算机设备的任何一个实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
56.本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有被处理器执行时执行通过代理转写防止缓存池写满的方法的计算机程序。
57.如图4所示，为本发明提供的上述通过代理转写防止缓存池写满的计算机存储介质的一个实施例的示意图。以如图4所示的计算机存储介质为例，计算机可读存储介质401存储有被处理器执行时执行如上方法的计算机程序402。
58.最后需要说明的是，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关硬件来完成，通过代理转写防止缓存池写满的方法的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，程序的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(rom)或随机存储记忆体(ram)等。上述计算机程序的实施例，可以达到与之对应的前述任意方法实施例相同或者相类似的效果。
59.以上是本发明公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本发明实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例
的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本发明实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。
60.应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。
61.上述本发明实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
62.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
63.所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本发明实施例公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本发明实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围之内。