Windows操作系统有效数据备份方法、装置、设备和存储介质与流程

windows操作系统有效数据备份方法、装置、设备和存储介质
技术领域
1.本技术涉及计算机处理技术领域，特别是涉及一种windows操作系统有效数据备份方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。


背景技术：

2.操作系统是管理计算机硬件与软件资源的计算机程序，是计算机找那个最基本也最为重要的基础性系统软件。在计算机日常运行过程中，操作系统往往会因为磁盘损伤、计算机病毒入侵或人为误删除等原因导致系统文件缺失，从而导致计算机操作系统不能正常引导，因此需要使用操作系统备份将操作系统事先备份存储，用于在原文件出现故障后实现后备支援。
3.目前的操作系统备份方法普遍采用ghost(general hardware oriented system transfer，通用硬件导向系统转移)工具进行操作系统备份和还原。但ghost还原工具的备份还原是以磁盘的扇区为单位进行的，也就是说可以将一个硬盘上的物理信息完整复制，而不仅仅是数据的简单复制。假如系统盘的容量为100g，但操作系统的有效软件数据只占用了20g，使用ghost则会将系统盘的全盘数据都备份下来，这种备份方式浪费了大量时间和空间，备份效率低下。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种windows操作系统有效数据备份方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
5.第一方面，本技术提供了一种windows操作系统有效数据备份方法。所述方法包括：
6.获取磁盘元数据配置信息；
7.根据磁盘元数据配置信息创建多个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘中的元数据，读取所述元数据所指向的数据块，并根据所述元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并；
8.将所述每个线程通过所述数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件。
9.在其中一个实施例中，所述获取磁盘元数据配置信息，包括：
10.若本地存储系统中包括自动系统恢复服务程序，则通过调用所述自动系统恢复服务程序获取所述磁盘元数据配置信息。
11.在其中一个实施例中，所述获取磁盘元数据配置信息，包括：
12.若本地存储系统中不包括自动系统恢复服务程序，则从预设磁盘区域中获取分区表；
13.从所述分区表中获取所述磁盘元数据配置信息。
14.在其中一个实施例中，所述磁盘元数据配置信息中包括操作系统文件占用的磁盘
数量；所述根据磁盘元数据配置信息创建多个线程，包括：
15.根据所述操作系统文件占用的磁盘数量创建所述线程；其中，所述线程的总数与所述操作系统文件占用的磁盘数量相同。
16.在其中一个实施例中，所述将所述每个线程通过所述数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件之后，所述方法包括：
17.针对所述操作系统有效数据备份文件计算校验码；
18.将所述校验码添加至所述操作系统有效数据备份文件中存储。
19.在其中一个实施例中，
20.所述每个线程，进一步用于读取单个磁盘中的元数据，读取所述元数据所指向的数据块；其中，每次读取的所述数据块的大小是固定大小的；
21.所述每个线程，还用于根据所述元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并。
22.第二方面，本技术还提供了一种windows操作系统有效数据备份装置。所述装置包括：
23.磁盘元数据配置信息获取模块，用于获取磁盘元数据配置信息；
24.线程创建模块，用于根据磁盘元数据配置信息创建多个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘中的元数据，读取所述元数据所指向的数据块，并根据所述元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并；
25.操作系统备份文件存储模块，用于将所述每个线程通过所述数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件。
26.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述windows操作系统有效数据备份方法实施例中的各步骤。
27.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述windows操作系统有效数据备份方法实施例中的各步骤。
28.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述windows操作系统有效数据备份方法实施例中的各步骤。
29.上述windows操作系统有效数据备份方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，通过获取磁盘元数据配置信息；根据磁盘元数据配置信息创建多个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘中的元数据，读取元数据所指向的数据块，并根据元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并；将每个线程通过数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件。本技术通过创建多个线程从不同的磁盘中同时读取操作系统数据块，与传统的复制磁盘全盘数据的传统备份方法相比，能够显著减少备份数据量，节约存储空间，同时多个线程同时读取数据，提高了备份效率。
附图说明
30.图1为一个实施例中windows操作系统有效数据备份方法的流程示意图；
31.图2为另一个实施例中windows操作系统有效数据备份方法的流程示意图；
32.图3为一个实施例中windows操作系统有效数据备份装置的结构框图；
33.图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图
34.图5为另一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.本技术实施例提供的windows操作系统有效数据备份方法，可以应用于终端或服务器上，其中，终端可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑、物联网设备和便携式可穿戴设备，物联网设备可为智能音箱、智能电视、智能空调、智能车载设备等。便携式可穿戴设备可为智能手表、智能手环、头戴设备等。服务器可以是独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群。本技术所适用的操作系统包括windows操作系统。
37.在一个实施例中，如图1所示，提供了一种windows操作系统有效数据备份方法，以该方法应用于服务器或终端为例进行说明，包括以下步骤：
38.步骤s101，获取磁盘元数据配置信息。
39.其中，磁盘元数据配置信息是指当前操作系统所在的终端或服务器上所有磁盘的元数据配置信息；元数据，又称中介数据，为描述数据的数据，主要是描述磁盘中存储的数据属性的信息，用来指示存储位置、支持历史数据或资源查找、支持文件记录等。
40.具体地，通过调用vss asr(volume shadow copy service automatic system restore，自动系统恢复)获取磁盘元数据配置信息，vss asr是windows操作系统内置的服务程序，用于协调备份工作，例如冻结或释放i/o(输入输出)操作等，还可以用于创建数据快照，数据快照是指一个逻辑卷的某一个时间点上的数据副本拷贝。在本步骤中，通过调用上述服务程序获取本地所有磁盘元数据配置信息，从中知道本地磁盘包括哪些逻辑卷、操作系统所占用的逻辑卷、哪些数据可以打快照等。
41.步骤s102，根据磁盘元数据配置信息创建多个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘中的元数据，读取元数据所指向的数据块，并根据元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并；
42.其中，磁盘元数据配置信息中包括操作系统所占用的磁盘的数量。元数据所指向的数据块即为windows操作系统有效数据；
43.具体地，根据操作系统所占用的磁盘的数量开启多通道，每个通道对应一个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘的元数据，并根据元数据所指向的数据块开始读取数据块，在读取过程中，还根据数据块的连续性将数据块合并，例如若有多个数据库在磁盘中连续存储，则将这几个数据块合并。
44.步骤s103，将每个线程通过数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目
标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件。
45.具体地，按照预设格式将上述合并后的数据块持久化存储到目标存储区域中，一次性写入簇(cluster)或扇区(sector)整数倍的数据，若上述每个线程将相应的磁盘中的数据块都读取完毕，则此时操作系统备份完成，若上述每个线程还未读取完毕，则重复上述步骤s102-s103直至所有数据块读取完毕并全部持久化存储到目标存储区域中，具体过程如图2所示。
46.上述实施例，通过获取磁盘元数据配置信息；根据磁盘元数据配置信息创建多个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘中的元数据，读取元数据所指向的数据块，并根据元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并；将每个线程通过数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件。本实施例通过创建多个线程从不同的磁盘中同时读取操作系统数据块，与传统的复制磁盘全盘数据的传统备份方法相比，能够显著减少备份数据量，节约存储空间，同时多个线程同时读取数据，提高了备份效率。
47.在一实施例中，上述步骤s101包括：若本地存储系统中包括自动系统恢复服务程序，则通过调用所述自动系统恢复服务程序获取所述磁盘元数据配置信息。
48.其中，自动系统恢复服务程序，即上述vss asr(volume shadow copy service automatic system restore，自动系统恢复)，是windows操作系统内置的服务程序，用于协调备份工作，例如冻结或释放i/o(输入输出)操作等，还可以用于创建数据快照，数据快照是指一个逻辑卷的某一个时间点上的数据副本拷贝。
49.具体地，首先检测本地操作系统是否有vss asr writer，即上述自动系统恢复服务程序，若本地存储系统中包括自动系统恢复服务程序，则通过调用所述自动系统恢复服务程序读取操作系统磁盘信息，即获取磁盘元数据配置信息，具体来说，读取是整个操作系统所占用的所有磁盘信息，例如占用的磁盘数量等信息。
50.上述实施例，通过vss asr服务程序获取操作系统的磁盘元数据，能够快速获取操作系统全局信息，为后续备份有效数据提供有利基础。
51.在一实施例中，上述步骤s101包括：若本地存储系统中不包括自动系统恢复服务程序，则从预设磁盘区域中获取分区表；从分区表中获取磁盘元数据配置信息。
52.其中，分区表是指安装操作系统的过程中给硬盘分区时所使用的分区格式，用于针对不同的数据建立不同的分区，同时为不同的分区创建不同的权限。
53.具体地，若本地存储系统中不包括上述vss asr服务程序，则可以从预设磁盘区域中读取分区表信息，例如，一般分区表位于硬盘柱面0，磁头0，扇区1处。根据分区表信息获取磁盘元数据配置信息，也就可以知道，当前操作系统所占用的磁盘逻辑卷有哪些。
54.上述实施例，通过读取分区表信息获取磁盘元数据配置信息，为后续备份有效数据提供有利基础。
55.在一实施例中，上述磁盘元数据配置信息中包括操作系统文件占用的磁盘数量，上述步骤s102包括：根据操作系统文件占用的磁盘数量创建线程；其中，线程的总数与操作系统文件占用的磁盘数量相同。
56.具体地，上述磁盘元数据配置信息中包括操作系统文件占用的磁盘数量，根据磁盘数量开启多通道，每一个通道对应一个线程。线程总数与操作系统文件占用的磁盘数量。
57.上述实施例，通过创建多线程多通道对系统盘备份，能够提高备份效率。
58.在一实施例中，上述步骤s103之后，所述方法包括：针对操作系统有效数据备份文件计算校验码；将校验码添加至操作系统有效数据备份文件中存储。
59.具体地，在将读取的数据块全部存储到目标存储区域后，针对全部备份得到的有效数据计算一次校验码，将该校验码加入到上述有效数据后面，合并存储。例如，上述校验码可以是针对有效数据的哈希值，若有效数据被人篡改过，则重新计算哈希值会原来存储的哈希值不同。
60.上述实施例，通过添加校验码，能够增加数据存储的安全性，使得备份文件再次被用到的时候可以判断数据是否被篡改过。
61.在一实施例中，上述每个线程，进一步用于读取单个磁盘中的元数据，读取元数据所指向的数据块；其中，每次读取的数据块的大小是固定大小的；上述每个线程，还用于根据元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并。
62.具体地，每个线程在读取单个磁盘的元数据时，每次读取固定大小，防止消耗过多的内存资源，因为磁盘的元数据和磁盘的大小是成线性关系的。根据磁盘的元数据进行数据合并，尽量一次读取更多的数据，这样会减少磁盘的读的次数，提高效率。
63.上述实施例，在读取磁盘数据的时候，对数据进行合并后再读取，能够减少对磁盘的读写次数，提高效率。
64.应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
65.基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的windows操作系统有效数据备份方法的windows操作系统有效数据备份装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个windows操作系统有效数据备份装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于windows操作系统有效数据备份方法的限定，在此不再赘述。
66.在一个实施例中，如图3所示，提供了一种windows操作系统有效数据备份装置300，包括：磁盘元数据配置信息获取模块301、线程创建模块302和操作系统备份文件存储模块303，其中：
67.磁盘元数据配置信息获取模块301，用于获取磁盘元数据配置信息；
68.线程创建模块302，用于根据磁盘元数据配置信息创建多个线程；其中，每个线程用于读取单个磁盘中的元数据，读取所述元数据所指向的数据块，并根据所述元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并；
69.操作系统备份文件存储模块303，用于将所述每个线程通过所述数据合并得到的数据块按照预设格式持久化存储到目标存储区域中，直至所有磁盘中的数据块读取完毕后，得到操作系统有效数据备份文件。
70.在一实施例中，上述磁盘元数据配置信息获取模块301，进一步用于：
71.若本地存储系统中包括自动系统恢复服务程序，则通过调用所述自动系统恢复服务程序获取所述磁盘元数据配置信息。
72.在一实施例中，上述磁盘元数据配置信息获取模块301，进一步用于：
73.若本地存储系统中不包括自动系统恢复服务程序，则从预设磁盘区域中获取分区表；
74.从所述分区表中获取所述磁盘元数据配置信息。
75.在一实施例中，所述磁盘元数据配置信息中包括操作系统文件占用的磁盘数量；上述线程创建模块302，进一步用于：根据所述操作系统文件占用的磁盘数量创建所述线程；其中，所述线程的总数与所述操作系统文件占用的磁盘数量相同。
76.在一实施例中，上述装置300还包括校验码计算单元304，用于针对所述操作系统有效数据备份文件计算校验码；将所述校验码添加至所述操作系统有效数据备份文件中存储。
77.在一实施例中，所述每个线程，进一步用于读取单个磁盘中的元数据，读取所述元数据所指向的数据块；其中，每次读取的所述数据块的大小是固定大小的；所述每个线程，还用于根据所述元数据所指向的数据块的连续性进行数据合并。
78.上述windows操作系统有效数据备份装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
79.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储操作系统文件或有效数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种windows操作系统有效数据备份方法。
80.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种windows操作系统有效数据备份方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
81.本领域技术人员可以理解，图4至5中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部
分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
82.在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述windows操作系统有效数据备份方法实施例中的各步骤。
83.在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述windows操作系统有效数据备份方法实施例中的各步骤。
84.在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述windows操作系统备份有效数据方法实施例中的各步骤。
85.需要说明的是，本技术所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
86.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，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
87.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
88.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。