本發(fā)明涉及互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)(Internet Protocol Storage Area Network，IPSAN)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種數(shù)據(jù)保護(hù)方法及裝置。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，網(wǎng)絡(luò)中的信息量呈爆炸性增長，存儲(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)化成為IT技術(shù)的新亮點(diǎn)。存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的搭建，使得人們可以將海量的信息存儲(chǔ)到網(wǎng)絡(luò)端，便于共享。在用戶端，操作系統(tǒng)為用戶提供訪問協(xié)議棧的接口，保證用戶可以通過協(xié)議棧訪問工作隊(duì)列，進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與讀取。

在多核CPU硬件結(jié)構(gòu)中，如果要充分發(fā)揮處理器的計(jì)算能力，必須采用多線程執(zhí)行。在多線程編程中，當(dāng)用戶對(duì)工作隊(duì)列中的共享數(shù)據(jù)資源進(jìn)行操作時(shí)，需要使用互斥鎖來對(duì)共享數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)。具體的，當(dāng)用戶對(duì)工作隊(duì)列的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，例如執(zhí)行入隊(duì)或出隊(duì)操作時(shí)，需要在操作的隊(duì)首和隊(duì)尾加互斥鎖從而對(duì)共享數(shù)據(jù)加以保護(hù)。需要說明的是，互斥操作的開銷是非常大的，而在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于臨界區(qū)(共享數(shù)據(jù)資源區(qū)域)的所有入隊(duì)操作，均添加互斥鎖，系統(tǒng)開銷非常大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷和不足，本發(fā)明提出一種數(shù)據(jù)保護(hù)方法及裝置，采用該方法，僅在工作隊(duì)列不滿時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)添加互斥鎖進(jìn)行保護(hù)，省去了在隊(duì)列已滿時(shí)的互斥開銷。

一種數(shù)據(jù)保護(hù)方法，應(yīng)用于工作隊(duì)列，該方法包括：

接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)；

判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；

如果所述工作隊(duì)列未滿，則在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。

優(yōu)選地，在所述接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)之后，在所述判斷所述工作隊(duì)列是否已滿之前，該方法還包括：

生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量；

其中，當(dāng)所述工作隊(duì)列已滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第一取值；當(dāng)所述工作隊(duì)列未滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第二取值。

優(yōu)選地，所述生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量，包括：

生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的原子整形變量。

優(yōu)選地，所述判斷所述工作隊(duì)列是否已滿，包括：

根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿。

優(yōu)選地，所述根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿，包括：

讀取所述變量的值；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第一取值，則判斷所述工作隊(duì)列已滿；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第二取值，則判斷所述工作隊(duì)列未滿。

一種數(shù)據(jù)保護(hù)裝置，應(yīng)用于工作隊(duì)列，該裝置包括：

數(shù)據(jù)接收單元，用于接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)；

判斷單元，用于判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；

處理單元，用于在所述判斷單元判斷所述工作隊(duì)列未滿時(shí)，在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。

優(yōu)選地，所述裝置還包括：

變量生成單元，用于生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量；

其中，當(dāng)所述工作隊(duì)列已滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第一取值；當(dāng)所述工作隊(duì)列未滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第二取值；

優(yōu)選地，所述變量生成單元生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量時(shí)，具體用于：

生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的原子整形變量。

優(yōu)選地，所述判斷單元判斷所述工作隊(duì)列是否已滿時(shí)，具體用于：

根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿。

優(yōu)選地，所述判斷單元根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿時(shí)，具體用于：

讀取所述變量的值；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第一取值，則判斷所述工作隊(duì)列已滿；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第二取值，則判斷所述工作隊(duì)列未滿。

本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，應(yīng)用于工作隊(duì)列，該方法包括：接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)；判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；如果所述工作隊(duì)列未滿，則在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。采用上述技術(shù)方案，僅在隊(duì)列不滿時(shí)在隊(duì)尾添加互斥鎖，免除了隊(duì)列已滿時(shí)添加互斥鎖帶來的互斥開銷，整體上節(jié)省了系統(tǒng)開銷。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)提供的附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)據(jù)保護(hù)方法的流程示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的協(xié)議棧結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種數(shù)據(jù)保護(hù)方法的流程示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種數(shù)據(jù)保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的另一種數(shù)據(jù)保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明實(shí)施例公開了一種數(shù)據(jù)保護(hù)方法，應(yīng)用于工作隊(duì)列，參見圖1所示，該方法包括：

S101、接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)；

具體的，本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案可應(yīng)用于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)(Internet Protocol Storage Area Network，IPSAN)。在IPSAN中，用戶PC終端訪問協(xié)議棧，對(duì)內(nèi)核協(xié)議棧工作隊(duì)列進(jìn)行操作。鑒于傳統(tǒng)的內(nèi)核協(xié)議棧的功能冗余、定制性差、操作系統(tǒng)開銷大、內(nèi)存拷貝開銷大等缺陷，采用把協(xié)議棧構(gòu)建在用戶空間的方式可以很好地避免這些問題。

例如，在Linux操作系統(tǒng)中，參見圖2所示，系統(tǒng)調(diào)用接口提供了用戶空間訪問協(xié)議棧的入口：socket層提供了一組公用接口來支持TCP和UDP協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議族中的各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的處理流程；設(shè)備無關(guān)層提供了一組公用接口供設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序使用，其中設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序針對(duì)特定的物理設(shè)備來設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，提供了操作網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的入口。底層數(shù)據(jù)包從用戶終端的網(wǎng)卡緩沖區(qū)進(jìn)入內(nèi)核時(shí)，會(huì)觸發(fā)硬件中斷，對(duì)應(yīng)的中斷處理例程會(huì)以直接內(nèi)存存取(Direct Memory Access，DMA)等方式把數(shù)據(jù)包從網(wǎng)卡緩沖區(qū)拷貝到內(nèi)核開辟的緩沖區(qū)中。

基于上述配置，用戶終端能夠?qū)ぷ麝?duì)列進(jìn)行入隊(duì)或出隊(duì)操作。當(dāng)用戶端對(duì)工作隊(duì)列進(jìn)行入隊(duì)操作時(shí)，即是將需要存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，發(fā)送給工作隊(duì)列，使工作隊(duì)列進(jìn)行存儲(chǔ)；當(dāng)用戶端對(duì)工作隊(duì)列進(jìn)行出隊(duì)操作時(shí)，即是從工作隊(duì)列中讀取出需要的數(shù)據(jù)。

在工作隊(duì)列中，有一些數(shù)據(jù)是共享數(shù)據(jù)資源，這些數(shù)據(jù)資源可以被多個(gè)用戶線程進(jìn)行訪問操作。為了保證當(dāng)一個(gè)線程對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問操作時(shí)不被其它需要訪問操作這些數(shù)據(jù)的線程打擾，工作隊(duì)列需要對(duì)這些數(shù)據(jù)設(shè)置保護(hù)鎖，以便這些數(shù)據(jù)只能在同一時(shí)間被一個(gè)線程訪問操作。也就是說，本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案是為了對(duì)工作隊(duì)列中的共享數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，實(shí)際應(yīng)用于工作隊(duì)列的臨界區(qū)，也就是需要進(jìn)行鎖保護(hù)的數(shù)據(jù)資源所在的隊(duì)列區(qū)域。因此，本發(fā)明實(shí)施例所涉及的工作隊(duì)列，可以看做是需要對(duì)數(shù)據(jù)加互斥鎖保護(hù)的工作隊(duì)列。

S102、判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；

具體的，工作隊(duì)列在每接受一次入隊(duì)操作后，都檢驗(yàn)一次工作隊(duì)列是否已滿。

S103、如果所述工作隊(duì)列未滿，則在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。

具體的，如果在接受一次入隊(duì)操作后，工作隊(duì)列檢測(cè)判斷工作隊(duì)列尚未滿，則后續(xù)還可以有用戶端執(zhí)行入隊(duì)操作，同樣的，可能會(huì)發(fā)生多個(gè)用戶端開啟線程執(zhí)行入隊(duì)操作的情況，因此需要對(duì)工作隊(duì)列中已有的數(shù)據(jù)加入隊(duì)互斥鎖，以保護(hù)在同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程執(zhí)行入隊(duì)操作。又由于入隊(duì)操作都是在隊(duì)列尾部進(jìn)行的，因此在工作隊(duì)列的隊(duì)尾加互斥鎖，對(duì)入隊(duì)操作進(jìn)行保護(hù)。

相反的，如果在接受一次入隊(duì)操作后，工作隊(duì)列檢測(cè)判斷工作隊(duì)列已滿，則后續(xù)不會(huì)再有用戶端執(zhí)行入隊(duì)操作，因?yàn)榇藭r(shí)工作隊(duì)列已經(jīng)沒有空間再接受入隊(duì)操作，此時(shí)，也就不會(huì)發(fā)生入隊(duì)沖突的情況，因此，當(dāng)判斷工作隊(duì)列已滿時(shí)，工作隊(duì)列就不需要再為隊(duì)列中的數(shù)據(jù)添加互斥鎖，以節(jié)省系統(tǒng)互斥開銷。

本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)保護(hù)方法，應(yīng)用于工作隊(duì)列，該方法包括：接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)；判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；如果所述工作隊(duì)列未滿，則在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。采用上述技術(shù)方案，僅在隊(duì)列不滿時(shí)在隊(duì)尾添加互斥鎖，免除了隊(duì)列已滿時(shí)添加互斥鎖帶來的互斥開銷，整體上節(jié)省了系統(tǒng)開銷。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖3所示，在執(zhí)行步驟S301、接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)之后，在執(zhí)行步驟S303、判斷所述工作隊(duì)列是否已滿之前，該方法還包括：

S302、生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量；

其中，當(dāng)所述工作隊(duì)列已滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第一取值；當(dāng)所述工作隊(duì)列未滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第二取值。

具體的，本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案根據(jù)工作隊(duì)列是否已滿的狀態(tài)，決定是否對(duì)隊(duì)列添加入隊(duì)操作互斥鎖保護(hù)。因此，明確工作隊(duì)列的狀態(tài)，是決定是否為工作隊(duì)列添加互斥鎖的關(guān)鍵信息?；谏鲜鲈?，在每次接受入隊(duì)數(shù)據(jù)后，生成一個(gè)表征工作隊(duì)列狀態(tài)的變量，該變量用于標(biāo)識(shí)工作隊(duì)列是否已滿：當(dāng)工作隊(duì)列已滿時(shí)，生成的變量的值為第一取值；當(dāng)工作隊(duì)列尚未滿時(shí)，生成的變量的值為第二取值。通過生成的變量的取值不同，可以直觀明確地確定當(dāng)前工作隊(duì)列的狀態(tài)。

例如，在每次接受入隊(duì)操作，存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)后，生成變量FullFlag：當(dāng)工作隊(duì)列已滿時(shí)，F(xiàn)ullFlag＝1；當(dāng)工作隊(duì)列尚未滿時(shí)，F(xiàn)ullFlag＝0。通過讀取變量FullFlag的值，即可快速的確定工作隊(duì)列狀態(tài)。

需要說明的是，在具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案時(shí)，根據(jù)程序形式限制，還可以生成兩個(gè)互斥的變量，用于標(biāo)識(shí)工作隊(duì)列狀態(tài)。例如，生成變量FullFlag和EmptyFlag：當(dāng)工作隊(duì)列已滿時(shí)，F(xiàn)ullFlag＝1，EmptyFlag＝0；當(dāng)工作隊(duì)列尚未滿時(shí)，F(xiàn)ullFlag＝0，EmptyFlag＝1。通過讀取FullFlag或EmptyFlag兩者其一的值，就可以確定工作隊(duì)列狀態(tài)。

本實(shí)施例中的步驟S301、S303、S304分別對(duì)應(yīng)圖1所示的方法的實(shí)施例中的步驟S101、S102、S103，其具體內(nèi)容請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例的內(nèi)容，此處不再贅述。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量，包括：

生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的原子整形變量。

具體的，在本發(fā)明實(shí)施例中，生成的變量為原子整形變量。相應(yīng)的，讀取該變量的值需要通過整數(shù)原子操作來實(shí)現(xiàn)。原子操作使得讀取該變量值的操作不會(huì)被打斷，在同一時(shí)間只能由一個(gè)線程讀取，免去了為讀取該變量的值設(shè)置互斥鎖的開銷。

例如，生成原子整形變量FullFlag：當(dāng)工作隊(duì)列已滿時(shí)，F(xiàn)ullFlag＝1；當(dāng)工作隊(duì)列尚未滿時(shí)，F(xiàn)ullFlag＝0。通過讀取變量FullFlag的值，即可快速的確定工作隊(duì)列狀態(tài)。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述判斷所述工作隊(duì)列是否已滿，包括：

根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿。

具體的，由于工作隊(duì)列在每次接受入隊(duì)操作后，都會(huì)生成一個(gè)表征工作隊(duì)列狀態(tài)的變量，因此，通過該變量，即可直觀地判斷該隊(duì)列是否已滿。具體的，根據(jù)約定的該變量取值與工作隊(duì)列狀態(tài)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，讀取該變量的取值，即可確定該工作隊(duì)列的狀態(tài)。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，所述根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿，包括：

讀取所述變量的值；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第一取值，則判斷所述工作隊(duì)列已滿；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第二取值，則判斷所述工作隊(duì)列未滿。

具體的，按照生成變量的規(guī)則，變量的不同取值對(duì)應(yīng)著工作隊(duì)列的不同狀態(tài)，當(dāng)變量取值為第一取值時(shí)，對(duì)應(yīng)著工作隊(duì)列已滿的狀態(tài)，當(dāng)變量取值為第二取值時(shí)，對(duì)應(yīng)著工作隊(duì)列未滿的狀態(tài)。因此，通過讀取所生成的變量的值，可以明確工作隊(duì)列的狀態(tài)：如果變量的值為第一取值，則說明工作隊(duì)列已滿；如果變量的值為第二取值，則說明工作隊(duì)列未滿。

例如，假設(shè)生成的變量為FullFlag，并且，按照約定，工作隊(duì)列已滿時(shí)，生成FullFlag＝1；當(dāng)工作隊(duì)列尚未滿時(shí)，生成FullFlag＝0。那么在判斷工作隊(duì)列狀態(tài)時(shí)，讀取變量FullFlag的值，如果FullFlag＝1，則說明工作隊(duì)列已滿，如果FullFlag＝0，則說明工作隊(duì)列未滿。

本發(fā)明實(shí)施例還公開了一種數(shù)據(jù)保護(hù)裝置，應(yīng)用于工作隊(duì)列，參見圖4所示，該裝置包括：

數(shù)據(jù)接收單元401，用于接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)；

判斷單元402，用于判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；

處理單元403，用于在判斷單元402判斷所述工作隊(duì)列未滿時(shí)，在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。

具體的，本實(shí)施例中各個(gè)單元的具體工作內(nèi)容，請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例的內(nèi)容，此處不再贅述。

本發(fā)明提出的數(shù)據(jù)保護(hù)裝置，應(yīng)用于工作隊(duì)列，該裝置在保護(hù)工作隊(duì)列數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)接收單元401接收并存儲(chǔ)入隊(duì)數(shù)據(jù)后；判斷單元402判斷所述工作隊(duì)列是否已滿；如果所述工作隊(duì)列未滿，則處理單元403在所述工作隊(duì)列的隊(duì)尾添加互斥鎖。采用上述技術(shù)方案，僅在隊(duì)列不滿時(shí)在隊(duì)尾添加互斥鎖，免除了隊(duì)列已滿時(shí)添加互斥鎖帶來的互斥開銷，整體上節(jié)省了系統(tǒng)開銷。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，參見圖5所示，所述裝置還包括：

變量生成單元404，用于生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量；

其中，當(dāng)所述工作隊(duì)列已滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第一取值；當(dāng)所述工作隊(duì)列未滿時(shí)，所述變量的取值為設(shè)定的第二取值；

具體的，本實(shí)施例中變量生成單元404的具體工作內(nèi)容，請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例的內(nèi)容，此處不再贅述。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，變量生成單元404生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的變量時(shí)，具體用于：

生成表征所述工作隊(duì)列狀態(tài)的原子整形變量。

具體的，本實(shí)施例中變量生成單元404的具體工作內(nèi)容，請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例的內(nèi)容，此處不再贅述。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，判斷單元402判斷所述工作隊(duì)列是否已滿時(shí)，具體用于：

根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿。

具體的，本實(shí)施例中判斷單元402的具體工作內(nèi)容，請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例的內(nèi)容，此處不再贅述。

可選的，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，判斷單元402根據(jù)所述變量，判斷所述工作隊(duì)列是否已滿時(shí)，具體用于：

讀取所述變量的值；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第一取值，則判斷所述工作隊(duì)列已滿；

如果所述變量的值為所述設(shè)定的第二取值，則判斷所述工作隊(duì)列未滿。

具體的，本實(shí)施例中判斷單元402的具體工作內(nèi)容，請(qǐng)參見對(duì)應(yīng)的方法實(shí)施例的內(nèi)容，此處不再贅述。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。