计算机应用

作者：倪瑞轩, 蔡淼, 叶保留

单位：1.河海大学 计算机与信息学院，南京 211100；2.水利部水利大数据重点实验室（河海大学），南京 211100；3.计算机软件新技术国家重点实验室（南京大学），南京 210023

关键词：非易失性内存,分布式文件系统,客户端缓存,缓存碎片整理,冷热数据分组,缓存设计

基金：国家自然科学基金资助项目(61832005);中央高校业务经费资助项目(B220202073);江苏省自然科学基金资助项目(BK20220973);中国博士后科学基金资助项目(2022M711014);江苏省博士后科研资助计划项目(2021K635C)

为了在数据密集型工作流下有效降低缓存碎片整理开销并提高缓存命中率，提出一种持久性分布式文件系统客户端缓存DFS-Cache（Distributed File System Cache）。DFS-Cache基于非易失性内存（NVM）设计实现，能够保证数据的持久性和崩溃一致性，并大幅减少冷启动时间。DFS-Cache包括基于虚拟内存重映射的缓存碎片整理机制和基于生存时间（TTL）的缓存空间管理策略。前者基于NVM可被内存控制器直接寻址的特性，动态修改虚拟地址和物理地址之间的映射关系，实现零拷贝的内存碎片整理；后者是一种冷热分离的分组管理策略，借助重映射的缓存碎片整理机制，提升缓存空间的管理效率。实验采用真实的Intel傲腾持久性内存设备，对比商用的分布式文件系统MooseFS和GlusterFS，采用Fio和Filebench等标准测试程序，DFS-Cache最高能提升5.73倍和1.89倍的系统吞吐量。

来源：2024年第4期

《计算机应用》期刊编辑部

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