一种超时IO处理方法、系统、存储介质及设备与流程

一种超时io处理方法、系统、存储介质及设备
技术领域
1.本发明涉及存储技术领域，尤其涉及一种超时io处理方法、系统、存储介质及设备。


背景技术：

2.存储系统的核心功能就是处理io(数据输入input/输出output)，完成与客户主机的读写交互。为了保障主机下发的io能在有效时间内完成并给主机返回处理结果，存储系统的hl(host layer，与主机交互的协议层)模块接收io时，会获取当前时间戳，在当前时间戳基础上加300秒计算出io的有效的超时时间戳ttl，并把ttl记录到io的数据结构中。之后在io经由各个转发层、高速缓存、存储池、raid(redundant arrays of independent disks，独立磁盘冗余阵列)、驱动等多个模块的处理过程中，hl等模块会利用io数据结构中的ttl对下发的io进行超时检测，如果检测到下发的io在有效超时时间内没有返回，则会认为io在存储阵列中被挂起，会触发存储节点热重启。
3.发现io被挂起后，触发存储节点热重启的操作是为了避免客户主机在下发io后出现超长时间等待返回结果的情况，同时可以利用节点重启把存储系统io栈中造成阻塞的各模块复原。但这种操作会大大降低存储系统的稳定性，带给客户不良体验。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提出一种超时io处理方法、系统、存储介质及设备，用以解决现有技术中客户主机在下发io后出现超长时间等待返回结果，会认为io在存储阵列中被挂起，从而触发存储节点热重启，降低了存储系统稳定性的问题。
5.基于上述目的，本发明提供了一种超时io处理方法，包括以下步骤：
6.通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测；
7.响应于有模块检测到主机下发的io超时，由模块下发特殊io；
8.响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息；
9.响应于所有模块分别接收到raid下线消息，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机。
10.在一些实施例中，方法还包括：
11.响应于raid模块下线，启动超时时间监控；
12.响应于监控到超时时间达到预设时长，触发raid模块上线，并向所有模块分别发送raid上线消息。
13.在一些实施例中，方法还包括：
14.响应于所有模块分别接收到raid上线消息，恢复正常的io处理流程。
15.在一些实施例中，响应于raid模块下线，启动超时时间监控包括：
16.响应于raid模块下线，启动定时器进行超时时间的计时，直到超时时间达到预设
时长。
17.在一些实施例中，响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线包括：
18.响应于raid模块检测到特殊io上的超时时间戳，触发raid模块下线。
19.在一些实施例中，特殊io为读操作io。
20.在一些实施例中，特殊io所对应的地址与主机下发的io所对应的地址不重合。
21.本发明的另一方面，还提供了一种超时io处理系统，包括：
22.检测模块，配置用于通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测；
23.下发模块，配置用于响应于有模块检测到主机下发的io超时，由模块下发特殊io；
24.下线模块，配置用于响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息；以及
25.处理模块，配置用于响应于所有模块分别接收到raid下线消息，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机。
26.本发明的又一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序指令，该计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
27.本发明的再一方面，还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，该计算机程序被处理器执行时执行上述方法。
28.本发明至少具有以下有益技术效果：
29.本发明的超时io处理方法，通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测，并在有模块检测到主机下发的io超时的情况下，由模块下发特殊io，并在raid模块检测到特殊io时，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息，然后在所有模块分别接收到raid下线消息时，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机，从而避免用户主机在下发io后出现超长时间等待返回结果的情况，进一步避免发生io挂起引发节点热重启，进而有效提高了存储系统的稳定性，并且有助于用户的良好体验。
附图说明
30.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。
31.图1为根据本发明实施例提供的超时io处理方法的示意图；
32.图2为根据本发明实施例提供的超时io处理系统的示意图；
33.图3为根据本发明实施例提供的实现超时io处理方法的计算机可读存储介质的示意图；
34.图4为根据本发明实施例提供的执行超时io处理方法的计算机设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
35.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。
36.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的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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。
37.基于上述目的，本发明实施例的第一个方面，提出了一种超时io处理方法的实施例。图1示出的是本发明提供的超时io处理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：
38.步骤s10、通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测；
39.步骤s20、响应于有模块检测到主机下发的io超时，由模块下发特殊io；
40.步骤s30、响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息；
41.步骤s40、响应于所有模块分别接收到raid下线消息，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机。
42.本发明实施例的超时io处理方法，通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测，并在有模块检测到主机下发的io超时的情况下，由模块下发特殊io，并在raid模块检测到特殊io时，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息，然后在所有模块分别接收到raid下线消息时，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机，从而避免用户主机在下发io后出现超长时间等待返回结果的情况，进一步避免发生io挂起引发节点热重启，进而有效提高了存储系统的稳定性，并且有助于用户的良好体验。
43.在一些实施例中，方法还包括：响应于raid模块下线，启动超时时间监控；响应于监控到超时时间达到预设时长，触发raid模块上线，并向所有模块分别发送raid上线消息。
44.在一些实施例中，方法还包括：响应于所有模块分别接收到raid上线消息，恢复正常的io处理流程。
45.在一些实施例中，响应于raid模块下线，启动超时时间监控包括：响应于raid模块下线，启动定时器进行超时时间的计时，直到超时时间达到预设时长。
46.在一些实施例中，响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线包括：响应于raid模块检测到特殊io上的超时时间戳，触发raid模块下线。
47.在一些实施例中，特殊io为读操作io。
48.在一些实施例中，特殊io所对应的地址与主机下发的io所对应的地址不重合。
49.以下为本发明的超时io处理方法的具体实施例：
50.1.发送约定的特殊io给raid模块：
51.1)io栈上各模块对下发的io(数据输入input/输出output)进行超时检测，如果检测到某个主机下发的io超时后，需要下发一个约定的特殊io；
52.2)这个约定的特殊io只能是读io，避免修改磁盘上的数据；io的处理地址尽量避
免和主机下发io的地址重合，可以选择io操作地址为0；io上的ttl(time to live，有效的超时时间戳)必须是一个已经超时的时间戳，这样raid(redundant arrays of independent disks，独立磁盘冗余阵列)模块在对io超时检测时可以直接检测到已经超时。
53.2.冗余阵列先下线再上线处理：
54.1)raid模块对接收到的每个io都进行超时检测；
55.2)如果raid模块检测到一个约定的特殊io，则会触发冗余阵列(raid)下线；冗余阵列下线的同时启动一个定时器，例如设置定时器超时时间为6分钟。
56.3)定时器6分钟到期后，触发冗余阵列上线，恢复io栈处理流程。
57.3.清理累积的超时io：
58.1)io栈上发送特殊io给raid模块，然后等待对应冗余阵列下线；
59.2)io栈上的各模块在接收到对应冗余阵列下线的消息后，把各自模块上需要该冗余阵列处理的io全部以offline(离线)的处理结果返回给所属上层模块，最后返回至主机；
60.3)io栈上的各模块在接收到对应冗余阵列上线的消息后，恢复正常的io处理流程。
61.另外需要说明的是，io栈上各模块接收的io都会进入raid模块。
62.此外，还可以对特殊io的数据结构进行扩展，把检测出的主机io对象填充进去。这样raid模块在收到特殊io后能感知到是哪个主机io需要触发冗余阵列做先下线再上线的处理。
63.本发明实施例的第二个方面，还提供了一种超时io处理系统。图2示出的是本发明提供的超时io处理系统的实施例的示意图。如图2所示，一种超时io处理系统包括：检测模块10，配置用于通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测；下发模块20，配置用于响应于有模块检测到主机下发的io超时，由模块下发特殊io；下线模块30，配置用于响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息；以及处理模块40，配置用于响应于所有模块分别接收到raid下线消息，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机。
64.本发明实施例的超时io处理系统，通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测，并在有模块检测到主机下发的io超时的情况下，由模块下发特殊io，并在raid模块检测到特殊io时，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息，然后在所有模块分别接收到raid下线消息时，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机，从而避免用户主机在下发io后出现超长时间等待返回结果的情况，进一步避免发生io挂起引发节点热重启，进而有效提高了存储系统的稳定性，并且有助于用户的良好体验。
65.在一些实施例中，系统还包括监控模块，配置用于响应于raid模块下线，启动超时时间监控；响应于监控到超时时间达到预设时长，触发raid模块上线，并向所有模块分别发送raid上线消息。
66.在一些实施例中，系统还包括恢复模块，配置用于响应于所有模块分别接收到raid上线消息，恢复正常的io处理流程。
67.在一些实施例中，监控模块包括计时模块，配置用于响应于raid模块下线，启动定
时器进行超时时间的计时，直到超时时间达到预设时长。
68.在一些实施例中，下线模块30进一步配置用于响应于raid模块检测到特殊io上的超时时间戳，触发raid模块下线。
69.在一些实施例中，特殊io为读操作io。
70.在一些实施例中，特殊io所对应的地址与主机下发的io所对应的地址不重合。
71.另外需要说明的是，io栈上各模块接收的io都会进入raid模块。
72.本发明实施例的第三个方面，还提供了一种计算机可读存储介质，图3示出了根据本发明实施例提供的实现超时io处理方法的计算机可读存储介质的示意图。如图3所示，计算机可读存储介质3存储有计算机程序指令31。该计算机程序指令31被处理器执行时实现如下步骤：
73.步骤s10、通过存储系统中io栈上的所有模块对主机下发的io进行超时检测；
74.步骤s20、响应于有模块检测到主机下发的io超时，由模块下发特殊io；
75.步骤s30、响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线，并向所有模块分别发送raid下线消息；
76.步骤s40、响应于所有模块分别接收到raid下线消息，将各自的待由raid模块处理的io以离线处理结果返回至主机。
77.在一些实施例中，步骤还包括：响应于raid模块下线，启动超时时间监控；响应于监控到超时时间达到预设时长，触发raid模块上线，并向所有模块分别发送raid上线消息。
78.在一些实施例中，步骤还包括：响应于所有模块分别接收到raid上线消息，恢复正常的io处理流程。
79.在一些实施例中，响应于raid模块下线，启动超时时间监控包括：响应于raid模块下线，启动定时器进行超时时间的计时，直到超时时间达到预设时长。
80.在一些实施例中，响应于raid模块检测到特殊io，触发raid模块下线包括：响应于raid模块检测到特殊io上的超时时间戳，触发raid模块下线。
81.在一些实施例中，特殊io为读操作io。
82.在一些实施例中，特殊io所对应的地址与主机下发的io所对应的地址不重合。
83.应当理解，在相互不冲突的情况下，以上针对根据本发明的超时io处理方法阐述的所有实施方式、特征和优势同样地适用于根据本发明的超时io处理系统和存储介质。
84.本发明实施例的第四个方面，还提供了一种计算机设备，包括如图4所示的存储器402和处理器401，该存储器402中存储有计算机程序，该计算机程序被该处理器401执行时实现上述任意一项实施例的方法。
85.如图4所示，为本发明提供的执行超时io处理方法的计算机设备的一个实施例的硬件结构示意图。以如图4所示的计算机设备为例，在该计算机设备中包括一个处理器401以及一个存储器402，并还可以包括：输入装置403和输出装置404。处理器401、存储器402、输入装置403和输出装置404可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。输入装置403可接收输入的数字或字符信息，以及产生与超时io处理系统的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置404可包括显示屏等显示设备。
86.存储器402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超时io处理方法对应的程
序指令/模块。存储器402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；存储数据区可存储超时io处理方法的使用所创建的数据等。此外，存储器402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402可选包括相对于处理器401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。
87.处理器401通过运行存储在存储器402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，即实现上述方法实施例的超时io处理方法。
88.最后需要说明的是，本文的计算机可读存储介质(例如，存储器)可以是易失性存储器或非易失性存储器，或者可以包括易失性存储器和非易失性存储器两者。作为例子而非限制性的，非易失性存储器可以包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦写可编程rom(eeprom)或快闪存储器。易失性存储器可以包括随机存取存储器(ram)，该ram可以充当外部高速缓存存储器。作为例子而非限制性的，ram可以以多种形式获得，比如同步ram(dram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据速率sdram(ddr sdram)、增强sdram(esdram)、同步链路dram(sldram)、以及直接rambus ram(drram)。所公开的方面的存储设备意在包括但不限于这些和其它合适类型的存储器。
89.本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，已经就各种示意性组件、方块、模块、电路和步骤的功能对其进行了一般性的描述。这种功能是被实现为软件还是被实现为硬件取决于具体应用以及施加给整个系统的设计约束。本领域技术人员可以针对每种具体应用以各种方式来实现的功能，但是这种实现决定不应被解释为导致脱离本发明实施例公开的范围。
90.结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块和电路可以利用被设计成用于执行这里功能的下列部件来实现或执行：通用处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，dsp和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合dsp和/或任何其它这种配置。
91.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。
92.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。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。
93.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。