一种垃圾回收方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种垃圾回收方法及装置，所述方法包括：当对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中；当确定所述预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区；当对所述目标数据块进行垃圾回收时，基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据，并基于所确定的结果对所述目标数据块进行垃圾回收。应用本发明专利技术实施例可以节省存储空间，提高垃圾回收效率。

A waste recycling method and device

【技术实现步骤摘要】
一种垃圾回收方法及装置
本专利技术涉及计算机
，尤其涉及一种垃圾回收方法及装置。
技术介绍
固态硬盘使用了固态的闪存介质取代传统的磁介质。闪存介质从结构上来说是一种高集成度，超大容量且非易失性的存储介质，是随着集成电路的发展形成的一个新兴的技术行业，它与上一代的磁介质相比，在读写速度、读写延迟、抗震安全性、功耗等方面均提高了一个等级。在闪存介质的同一数据单元中更新数据的代价是很大的。一方面，要先擦去原先的数据才能写入新数据，写入效率低；另一方面，数据擦除会消耗闪存介质的寿命，因此，闪存介质使用异地更新的方式进行数据更新。异地更新是指在写入新数据时，不在原先的数据单元中直接写入，而是把原先的数据有效位设置为无效，并在一个新的数据单元中写入新的数据。随着数据的不断写入，异地更新的不断进行，空闲的新数据块总量越来越少，此时，必须要有一种机制来保证在需要写数据时要有空闲数据单元存在，这种机制称为垃圾回收。垃圾回收是指将那些已经存放着数据，但是所存的数据中无效数据较多的数据单元回收再利用的过程。垃圾回收过程中涉及如何启动和如何控制这个循环回收利用的方法和算法，以保证闪存介质的稳定性和寿命最大化。目前，在对某个数据块进行垃圾回收时，通过以下方式确定该数据块中哪些扇区无效，哪些扇区有效：在写某个数据块的时候，将该数据块中每个扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系(可以称为正向映射关系)保存到一块缓存空间中，该正向映射关系标识逻辑地址对应的实际存放数据的物理地址。在一个数据块写完后，将缓存空间中与该数据块对应的正向映射关系写到硬盘中。当对某个数据块进行垃圾回收时，先读取该数据块对应的正向映射关系，然后将该正向映射关系与硬盘中最新的映射关系表(该最新的映射关系表记录着最新的逻辑地址与物理地址的对应关系)进行比对，对于该数据块对应的正向映射关系中的任一逻辑地址与物理地址的映射关系，若在最新的映射关系表中存在相同的映射关系，则确定对应扇区的数据是有效的，垃圾回收的过程中需要对该扇区中的数据进行搬迁；否则，确定对应扇区的数据是无效的，垃圾回收的过程中不需要对该扇区中的数据进行搬迁。然而，上述垃圾回收实现方案中，需要专门的存储空间来存储正向映射关系(包括各扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系)，且进行垃圾回收时，需要先根据自定义的逻辑地址找到上述正向映射关系的存储位置，然后进行正向映射关系的读取，降低了垃圾回收的效率。
技术实现思路
本专利技术提供一种垃圾回收方法及装置，以解决现有垃圾回收方案中存在的存储空间浪费和垃圾回收效率低的问题。根据本专利技术的第一方面，提供一种垃圾回收方法，包括：当对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中；当确定满足预设条件时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区；当对所述目标数据块进行垃圾回收时，基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据，并基于所确定的结果对所述目标数据块进行垃圾回收。根据本专利技术的第二方面，提供一种垃圾回收装置，包括：写入单元、记录单元、确定单元以及垃圾回收单元；其中：所述记录单元，用于当所述写入单元对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中；所述写入单元，用于当所述确定单元确定满足预设条件时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区；所述确定单元，用于当所述垃圾回收单元对所述目标数据块进行垃圾回收时，基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据；所述垃圾回收单元，用于基于所述确定单元确定的结果对所述目标数据块进行垃圾回收。应用本专利技术公开的技术方案，当对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中；当确定满足预设条件时，将预设缓存空间中记录的逻辑地址写入目标数据块的指定扇区，进而，当对目标数据块进行垃圾回收时，基于目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据，并基于所确定的结果对目标数据块进行垃圾回收，通过将数据块的各扇区的逻辑地址存储到本地指定扇区，与将扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系存储到其他数据块中的实现相比，节省了存储空间，提高了垃圾回收效率。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种垃圾回收方法的流程示意图；图2是本专利技术实施例提供的一种垃圾回收装置的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的另一种垃圾回收装置的结构示意图；图4是本专利技术实施例提供的另一种垃圾回收装置的结构示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术实施例中的技术方案，并使本专利技术实施例的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术实施例中技术方案作进一步详细的说明。请参见图1，为本专利技术实施例提供的一种垃圾回收方法的流程示意图，其中，该垃圾回收方法可以应用于以SSD(SolidStateDisk，固态硬盘)为存储介质的网络设备，如图1所示，该垃圾回收方法可以包括以下步骤：步骤101、当对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中。本专利技术实施例中，目标数据块并不特指某一固定的数据块，而是可以指代网络设备的存储介质中的任一数据块，本专利技术实施例后续不再复述。本专利技术实施例中，当对目标数据库进行数据写入时，可以将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中。在一个示例中，当申请目标数据块成功时，可以构建目标数据块对应的缓存空间，即为目标数据块申请一段缓存空间。当对目标数据块进行数据写入时，对于目标数据块中的任一扇区，当该扇区写入数据时，将该扇区的逻辑地址记录到目标数据块对应的缓存空间中。步骤102、当确定该预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，将预设缓存空间中记录的逻辑地址写入目标数据块的指定扇区。本专利技术实施例中，为了节省存储空间，并提高垃圾回收的效率，不再存储数据块中各扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系，而是将数据块中各扇区的逻辑地址存储到该数据块的指定扇区中，在后续垃圾回收过程中，基于数据块中存储的各扇区的逻辑地址，确定各扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系。相应地，在本专利技术实施例中，当确定预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，可以将预设缓存空间中记录的逻辑地址写入目标数据块的指定扇区。在一个示例中，上述当确定预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，将预设缓存空间中记录的逻辑地址写入目标数据块的指定扇区，可以包括：当目标数据块中除指定扇区之外的其余扇区的逻辑地址均记录到预设缓存空间中时，将预设缓存空间中记录的逻辑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种垃圾回收方法，其特征在于，包括：/n当对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中；/n当确定所述预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区；/n当对所述目标数据块进行垃圾回收时，基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据，并基于所确定的结果对所述目标数据块进行垃圾回收。/n

【技术特征摘要】
1.一种垃圾回收方法，其特征在于，包括：
当对目标数据块进行数据写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中；
当确定所述预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区；
当对所述目标数据块进行垃圾回收时，基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据，并基于所确定的结果对所述目标数据块进行垃圾回收。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当对目标数据块进行写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中之前，还包括：
当申请所述目标数据块成功时，构建所述目标数据块对应的缓存空间；
所述当对目标数据块进行写入时，将写入数据的扇区的逻辑地址记录到预设缓存空间中，包括：
对于所述目标数据块中的任一扇区，当该扇区写入数据时，将该扇区的逻辑地址记录到所述目标数据块对应的缓存空间中。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述当确定预设缓存空间中记录的逻辑地址满足预设条件时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区，包括：
当所述目标数据块中除所述指定扇区之外的其余扇区的逻辑地址均记录到所述预设缓存空间中时，将所述预设缓存空间中记录的逻辑地址写入所述目标数据块的指定扇区。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址和记录的最新的逻辑地址与物理地址的映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据，包括：
读取所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址；
基于所述目标数据块的指定扇区中存储的逻辑地址，确定所述目标数据块中各扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系；
基于所述目标数据块中各扇区的逻辑地址到物理地址的映射关系，以及所述映射关系表，确定所述目标数据块中各扇区的数据是否为有效数据。


5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述目标数据块的指定扇区包括所述目标数据块的最后的预设数量的扇区。
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【专利技术属性】
技术研发人员：唐侃毅，
申请(专利权)人：新华三大数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41