Flashcache -- 开源混合存储方案(一)

Flashcache是什么?

Flashcache是Facebook技术团队的一个开源项目，最初目的是为加速MySQL的数据库引擎InnoDB，是一个开源的混合存储方案。

Flashcache解决什么问题？

Cache是容量与性能之前取平衡的结果， 以更低的成本，获得更高的收益 ，是系统设计时应该遵循的原则。

传统机械硬盘几十年来，容量不断翻倍的增长，相比较而言，性能的增长就慢的像蜗牛了。对于依赖IO性能的应用，典型的如数据库，一直在等待新的技术来拯救

Flash disk(SSD/FusionIO等)的出现，改变了这一切。Flash disk将硬盘从机械产品变成了电气产品，功耗更小，性能更好，时延更优

Flashcache原理概要

Flashcache利用了Linux的device mapping机制，将Flash disk和普通硬盘的块设备做了一层映射，在OS中变现为一块普通的磁盘，使用简单。

通过在文件系统和设备驱动之间新增了一层缓存层，用来实现对热点数据的缓存。
通常用SSD固态硬盘作为缓存，通过将传统硬盘上的热门数据缓存到SSD上，然后利用SSD优秀的读性能，来加速系统。

Flashcache的局限性

• 增加了复杂度
• Flashcache的加入使得系统的复杂度增加了一层
• 不适用于数据量少的情况
• 数据量不大的话，使用内存即可
• 固态硬盘的部分缺点也无法避免
• 使用寿命

固态硬盘虽说没有传统硬盘那样的机械结构，不存在磁头老化、磁盘坏道等问题，但由于采用了闪存作为存储介质，其有限的擦写次数是一大硬伤。以32nm工艺的闪存芯片为例，固态硬盘常见的闪存颗粒理论擦写寿命约为5000-10000次。固态硬盘相比机械硬盘还是“脆弱”了些：传统硬盘的将数据记录在磁层上，理论上可以经受无数次的读写操作而不会有磁失效的危险，显然闪存做不到这种程度。

• 数据丢失不可恢复

如果说机械硬盘坏了还可以做数据恢复的话，固态硬盘就连这个“后悔药”都没得吃了，为什么呢？因为固态硬盘的工作原理与机械硬盘不同。传统硬盘的将数据记录在磁层上，理论上可以经受无数次的读写操作而不会有磁失效的危险，因此即便是硬盘已经损坏，仍可以通过专业工具读取磁层柱面信息来恢复。但是固态硬盘不同，其内部没有任何机械结构，数据被零散地分散在各个闪存之中，要从损坏后的闪存芯片中数据恢复，从目前来讲几乎是不可能的。因为两者存储原理不同，固态硬盘删除文件时不是像机械硬盘那样仅仅删除文件的索引，而是全部删除。

• 其他问题
• 经由DM处理过的请求对Flashcache来说是否是最优的？
• 本身实现时没有考虑到并行性，所有请求全部串行的。
• Flashcache缓存磁盘数据时没有区分随机或顺序I/O类型，而顺序I/O的性能并不特别占优势。