利用非对称锁的高并发NVM存储系统

发布时间：2021-03-23 11:56

　　为了提高非易失性存储系统并发执行访问请求的能力,针对存储设备中的读写访问请求、文件数据和元数据的不同特性,设计了基于区间锁的文件数据并发写策略、基于读-拷贝修改的文件数据读写并发策略和基于最小自旋锁的元数据同步策略,以提高访问请求执行的并发度;实现了利用非对称锁的高并发非易失存储系统原型,使用通用测试工具和方法进行了测试与分析,验证所实现的原型系统相比PMFS能提高40%～162%的吞吐率和61%～159%的每秒输入输出量。 

【文章来源】：西安电子科技大学学报. 2020,47(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

ALNVMS在写负载下的测试结果

使用7.1节中相同的配置，分别测试写访问请求占30%、50%和70%混合读写负载下随机写的性能，结果如图6(a)～(c）所示。从中可以发现，在多进程的混合读写负载下，ALNVMS的吞吐量相比PMFS，分别提高了102%～135%、79%～103%和40%～53%。随着混合读写中写比例的提高，ALNVMS相比PMFS，吞吐率提高的比例在不断缩小。这是因为ALNVMS中使用了基于RCU的读写并发策略管理读写访问请求，在执行写访问请求前需要先复制数据，增加了额外的数据拷贝开销，而随着写访问请求比例的上升，这部分的开销占比会越来越大，因此吞吐率的提高也越来越小。7.3 应用负载环境下的测试与分析

通过在非易失性存储器文件系统层增加基于区间锁的文件数据并发写模块、基于RCU的文件数据读写并发模块和基于最小自旋锁的元数据同步模块，设计了基于非对称锁高并发非易失性存储系统的结构，如图1所示。基于区间锁的并发写模块负责管理来自上层应用的写访问请求，根据写访问请求涉及的地址对文件内的数据区间进行加锁和解锁。基于RCU的文件数据读写并发模块用于管理应用的读访问请求，支持写访问请求和读访问请求的并发。基于最小自旋锁的元数据同步模块用于保证并发访问文件数据时，文件元数据的一致性。3 基于区间锁的文件数据并发写策略

【参考文献】：
期刊论文
[1]利用SSD和DRAM构建的扩展内存架构[J]. 王力玉,陈岚,郝晓冉,王强,倪茂.  西安电子科技大学学报. 2017(03)
[2]一种适用于集群文件系统分级存储的分布式锁设计与分析[J]. 张在贵,张立强,李瑞东,文中领,张海涛.  计算机研究与发展. 2012(S1)
[3]Phase change memory[J]. LAM Chung.  Science China（Information Sciences）. 2011(05)



本文编号：3095747