BlueStore源码分析之FreelistManager

最新推荐文章于 2024-05-27 18:20:37 发布

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#java #linux #数据结构 #操作系统 #ceph

本文深入分析了BlueStore的FreelistManager，它管理裸设备的空间分配和释放，采用位图数据结构记录空闲block。讨论了初始化、Merge、Allocate和Release等关键操作，以及如何通过RocksDB的Batch实现操作的原子性。

前言

BlueStore直接管理裸设备，需要自行管理空间的分配和释放。Stupid和Bitmap分配器的结果是保存在内存中的，分配结果的持久化是通过FreelistManager来做的。

一个block的状态可以为占用和空闲两种状态，持久化时只需要记录一种状态即可，便可以推导出另一种状态，BlueStore记录的是空闲block。主要有两个原因：一是回收空间的时候，方便空闲空间的合并；二是已分配的空间在Object中已有记录。

FreelistManager最开始有extent和bitmap两种实现，现在默认为bitmap实现，extent的实现已经废弃。空闲空间持久化到磁盘也是通过RocksDB的Batch写入的。FreelistManager将block按一定数量组成段，每个段对应一个k/v键值对，key为第一个block在磁盘物理地址空间的offset，value为段内每个block的状态，即由0/1组成的位图，1为空闲，0为使用，这样可以通过与1进行异或运算，将分配和回收空间两种操作统一起来。

通用接口

FreelistManager最主要的接口就是allocator和release。

virtual void allocate(
	uint64_t offset, uint64_t length,
	KeyValueDB::Transaction txn) = 0;

virtual void release(
    uint64_t offset, uint64_t length,
    KeyValueDB::Transaction txn) = 0;