率较高的地址范围等。
[0019](2)监控当前缓存策略，并判断当前数据访问模式是否满足该缓存策略的适用条件。对当前缓存策略的监控主要包括三个方面:当前的数据访问模式是否满足缓存策略的适用条件、当前缓存策略命中率是否大于缓存策略命中率阈值以及当前缓存策略的性能开销。
[0020](3)若当前数据访问模式满足当前缓存策略的适用条件，或者当前数据访问模式不满足当前缓存策略的适用条件，但缓存策略的缓存命中率高于缓存策略命中率阈值，则继续对数据访问请求进行统计。
[0021](4)若当前数据访问模式不满足当前缓存策略的适用条件，且缓存策略的缓存命中率低于缓存策略命中率阈值，则从系统中所有备选缓存策略中选择适用条件与当前数据访问请求相匹配的缓存策略，进行缓存策略的切换后对数据访问请求进行统计。
[0022]所述备选缓存策略是指所有存储系统支持的，由存储系统用户或管理员自行定义的，且当前未采用的缓存策略，缓存策略在定义的同时由存储系统用户或管理员提供其缓存策略属性。所述缓存策略属性包括缓存策略适用条件，缓存策略预期命中率，缓存策略命中率阈值和缓存策略性能开销四部分。
[0023]进行缓存策略切换且存在多个满足条件的备选缓存策略时，则根据不同的需求有三种不同的选取方法:选取满足条件且缓存策略的性能开销最小的缓存策略，以节省存储系统的性能开销；或者选取满足条件且缓存策略预期命中率最高的缓存策略，以提升缓存性能；还可以在缓存命中率和性能开销之间进行均衡，选择适中的缓存策略。
[0024]进行缓存策略的切换时，可能会造成暂时性的缓存命中率下降，甚至上层数据访问请求挂起，因此提出两种不同的切换方法:新缓存策略所用数据结构预先在内存中构建好，此时存储系统仍然使用旧的缓存策略，待新缓存策略构数据结构和信息构件好，再进行缓存策略切换；或者同时运行新缓存策略和旧缓存策略两套缓存策略，待新的缓存策略能够正常运行时再停用旧缓存策略，，回收其内存空间，以实现缓存策略的无缝切换。
[0025]另外，对缓存策略的切换，主要工作是构建新缓存策略所需的内存数据结构，包括记录缓存地址映射的结构和对各缓存项进行统计的结构。在某些实施例中，新旧缓存策略会存在某些相同的缓存项统计信息，如LRU队列或FIFO队列等，在缓存策略切换时可以重用这些缓存项统计信息。
【主权项】
1.一种存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于包括以下步骤: (1)监控和统计存储系统的数据访问请求，并分析数据访问请求统计信息，获得存储系统的数据访问模式； (2)监控当前缓存策略，并判断当前数据访问模式是否满足该缓存策略的适用条件； (3)若当前数据访问模式满足当前缓存策略的适用条件，或者当前数据访问模式不满足当前缓存策略的适用条件，但缓存策略的缓存命中率高于缓存策略命中率阈值，则继续对数据访问请求进行统计； (4)若当前数据访问模式不满足当前缓存策略的适用条件，且缓存策略的缓存命中率低于缓存策略命中率阈值，则从系统中所有备选缓存策略中选择适用条件与当前数据访问请求相匹配的缓存策略，进行缓存策略的切换后对数据访问请求进行统计。
2.根据权利要求1所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述步骤(I)中，存储系统的数据访问模式是指上层应用向存储系统发出的数据访问请求的访问特性，包括数据访问的读请求与写请求的比例、数据访问的随机性、是否存在热点数据。
3.根据权利要求1或2所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述步骤(I)中，对数据访问请求信息的统计可从时间和空间两个维度进行，在时间维度上包括相同缓存项的最后一次或几次访问的时间，缓存项最早换入缓存的时间，以及相同缓存项的两次访问之间对其它缓存项的访问的次数；在空间维度上包括实际从卷读取的数据的地址分布，具体包括卷上数据访问的顺序性，卷上的数据访问频率较高的地址范围等。
4.根据权利要求1所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述步骤(2)中，对当前缓存策略的监控主要包括三个方面:当前的数据访问模式是否满足缓存策略的适用条件、当前缓存策略命中率是否大于缓存策略命中率阈值以及当前缓存策略的性能开销。
5.根据权利要求1所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述步骤(4)中，备选缓存策略是指所有存储系统支持的，由存储系统用户或管理员自行定义的，且当前未采用的缓存策略，缓存策略在定义的同时由存储系统用户或管理员提供其缓存策略属性。
6.根据权利要求5所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述缓存策略属性包括缓存策略适用条件，缓存策略预期命中率，缓存策略命中率阈值和缓存策略性能开销四部分。
7.根据权利要求1所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述步骤(4)中，进行缓存策略的切换时，新缓存策略所用数据结构预先在内存中构建好，再进行缓存策略切换；或者同时运行新缓存策略和旧缓存策略两套缓存策略，之后再停用旧缓存策略，以实现缓存策略的无缝切换。
8.根据权利要求1或7所述的存储系统缓存策略自适应方法，其特征在于:所述步骤(4)中，进行缓存策略切换且存在多个满足条件的备选缓存策略时，根据不同的需求有三种不同的选取方法，选取缓存策略的性能开销最小的缓存策略，或者选取缓存策略预期命中率最高的缓存策略，或者在缓存命中率和性能开销之间进行均衡，选择适中的缓存策略。
【专利摘要】本发明特别涉及一种存储系统缓存策略自适应方法。该存储系统缓存策略自适应方法，通过对存储系统的数据访问请求进行统计分析，得出数据访问模式，并根据数据访问模式自动选择适合的缓存策略。该存储系统缓存策略自适应方法，解决了存储系统单一缓存策略不能够适应复杂多变的业务需求，缓存策略的变更需要手动进行的问题，使存储系统能够根据实际数据访问特性变化自动选择最适合当前数据访问模式的缓存策略，提高了缓存命中率，减少了缓存污染，降低了缓存性能开销，进而提升了存储系统性能。
【IPC分类】G06F12-08
【公开号】CN104572502
【申请号】CN201510013524
【发明人】马春
【申请人】浪潮电子信息产业股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月12日