一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備，方法步驟：1）將錄像機中的磁盤格式化，固定為一個或若干個分區(qū)，針對不同的文件系統(tǒng)，使用操作系統(tǒng)提供的不同的格式化方法；2）建立錄像文件索引數(shù)據(jù)庫，提供錄像文件檢索服務(wù)；3）固定錄像文件大小，記為A(Byte)；4）磁盤沒有寫滿時，采用一般的文件創(chuàng)建、寫入方式；5）磁盤寫滿后，找出本磁盤上創(chuàng)建時間最老的文件，將其作為新的錄像文件，從文件的起始位置覆蓋寫入，循環(huán)往復(fù)。優(yōu)點：本發(fā)明構(gòu)建在通用文件系統(tǒng)之上，簡單，容易實現(xiàn)，兼容不同的文件系統(tǒng)。解決了硬盤錄像機長時間循環(huán)寫入音視頻數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生大量磁盤碎片，影響系統(tǒng)運行效率的問題。
【專利說明】一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備，適用于需要長時間、循環(huán)寫入音視頻數(shù)據(jù)的硬盤錄像機。使用后能極大的減少磁盤碎片，提高系統(tǒng)效率。并且本發(fā)明是簡單的，容易實現(xiàn)的。
【背景技術(shù)】
[0002]硬盤錄像機(DVR)、網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(NVR)需要實時寫入音視頻數(shù)據(jù)，當(dāng)磁盤寫滿后，就需要先刪除最老的錄像文件，然后再新建錄像文件，其中刪除錄像文件是非常耗費系統(tǒng)資源的操作，在刪除錄像文件的同時寫入新的錄像文件，系統(tǒng)性能將急劇下降。由于不斷新建、刪除、寫入操作后，磁盤就會產(chǎn)生碎片。隨著時間的加長，碎片越來越嚴(yán)重，直接導(dǎo)致系統(tǒng)運行效率下降。傳統(tǒng)的解決方法是在線碎片整理，但在線碎片整理過程本身也非常耗費系統(tǒng)資源，在碎片整理的這一段時間內(nèi)，整個系統(tǒng)的運行效率下降，例如出現(xiàn)實時流轉(zhuǎn)發(fā)丟包，寫入錄像文件不完整等問題。同時經(jīng)常性的在線碎片整理也將影響磁盤的壽命。
一種防止文件碎片產(chǎn)生的硬盤錄像機文件管理方法，專利申請?zhí)?200510050829.3)，提出修改FAT文件系統(tǒng)的分區(qū)表，預(yù)分配文件，首次寫入時選取預(yù)先創(chuàng)建的數(shù)據(jù)文件，等到預(yù)先分配的數(shù)據(jù)文件使用完后，覆蓋最老的錄像文件。并建立2個索引文件，以完成對錄像檢索、回放的需求。該方法要求程序編寫者熟悉文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，操作文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)(如分區(qū)表等信息)，實現(xiàn)難度較大。同時，該方法僅適合于文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)位于磁盤固定位置的文件系統(tǒng),如fat系列的文件系統(tǒng)，對于現(xiàn)代的文件系統(tǒng)，如ext4、xfs等，文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)都是動態(tài)生成的，不固定在磁盤的某個位置，因此該方法很難運用到現(xiàn)代的文件系統(tǒng)上。
[0003]一種降低磁盤碎片的方法，申請?zhí)?01210495293.6，提出在NVR初次使用時將磁盤預(yù)先分配好一定數(shù)量的文件，將這些文件存放數(shù)據(jù)庫。我們認為，如果不操作文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)(分區(qū)表等信息)，預(yù)先分配一定數(shù)量的文件在很多文件系統(tǒng)上都是一個非常耗時的操作，在預(yù)分配一定數(shù)量文件這段時間內(nèi)，NVR系統(tǒng)基本處于一個不可用的狀態(tài)。同時該專利提出FAT表和目錄區(qū)凍結(jié)技巧，因此該專利是和FAT文件系統(tǒng)緊密關(guān)聯(lián)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出的是一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備，其目的旨在解決硬盤錄像機長時間循環(huán)寫入音視頻數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生大量磁盤碎片，影響系統(tǒng)運行效率的問題。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備；管理方法，包括如下步驟:
1)將錄像機中的磁盤格式化，固定為一個或若干個分區(qū)，針對不同的文件系統(tǒng)，使用操作系統(tǒng)提供的不同的格式化方法；
2)建立錄像文件索引數(shù)據(jù)庫，提供高效的錄像文件檢索服務(wù)； 3)固定錄像文件大小,記為A(Byte)；
4)錄像機中的磁盤未寫滿時，采用創(chuàng)建、寫入的方法；首先創(chuàng)建一個錄像文件，然后依次寫入錄像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫中增加一條索引記錄，標(biāo)記錄像的開始時間、結(jié)束時間、錄像文件大小；錄像數(shù)據(jù)每寫入一次，更新一次錄像文件大小、結(jié)束時間，直到錄像文件的大小等于A(Byte),關(guān)閉錄像文件；
5)錄像機中的磁盤已經(jīng)寫滿時，采用覆蓋寫入的方法；查找本磁盤中開始時間最老的錄像文件，從數(shù)據(jù)庫中刪除該錄像記錄；將這條最老的錄像文件更名為新的錄像文件，并將錄像文件的寫入指針指向文件的起始處，然后依次寫入錄像數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)庫中增加一條新的錄像文件記錄，標(biāo)記錄像開始時間、結(jié)束時間、文件大??；錄像數(shù)據(jù)每寫入一次，更新一次錄像文件大小、結(jié)束時間，直到錄像文件的大小等于A(Byte),關(guān)閉錄像文件；
設(shè)備是錄像機。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點:本發(fā)明建立在文件系統(tǒng)之上，不依賴文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)，采用通用的文件系統(tǒng)api (open、close、read、write),利用了文件重命名(mv)到同一磁盤的其他文件時，文件在磁盤的位置不發(fā)生改變的特性。本發(fā)明對不同的文件系統(tǒng)有較好的兼容性，已測試對ext3、ext4、xfs都適用。本發(fā)明使用成熟的數(shù)據(jù)庫(如sqlite3、mysql)來實現(xiàn)對錄像文件的索引，提供良好的錄像檢索速度。解決了硬盤錄像機長時間循環(huán)寫入音視頻數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生大量磁盤碎片，影響系統(tǒng)運行效率的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是實施例中的運行流程圖。
【具體實施方式】
[0008]一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備，管理方法包括如下步驟:
1)錄像機中的磁盤格式化，固定為一個或若干個分區(qū)，針對不同的文件系統(tǒng)，使用操作系統(tǒng)提供的不同的格式化方法；
2)建立錄像文件索引數(shù)據(jù)庫，提供高效的錄像文件檢索服務(wù)；
3)固定錄像文件大小，記為A(Byte)；
4)錄像機中的磁盤未寫滿時，采用創(chuàng)建、寫入的方法；首先創(chuàng)建一個錄像文件，然后依次寫入錄像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫中增加一條索引記錄，標(biāo)記錄像的開始時間、結(jié)束時間、錄像文件大??；錄像數(shù)據(jù)每寫入一次，更新一次錄像文件大小、結(jié)束時間，直到錄像文件的大小等于A (Byte),關(guān)閉錄像文件；
5)錄像機中的磁盤已經(jīng)寫滿時，采用覆蓋寫入的方法；查找本磁盤中開始時間最老的錄像文件，從數(shù)據(jù)庫中刪除該錄像記錄；將這條最老的錄像文件更名為新的錄像文件，并將錄像文件的寫入指針指向文件的起始處，然后依次寫入錄像數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)庫中增加一條新的錄像文件記錄，標(biāo)記錄像開始時間、結(jié)束時間、文件大??；錄像數(shù)據(jù)每寫入一次，更新一次錄像文件大小、結(jié)束時間，直到錄像文件的大小等于A(Byte),關(guān)閉錄像文件。
實施例[0009]設(shè)備是錄像機。
[0010]1、初始化流程
(1)將錄像機中的整個磁盤格式化為一個分區(qū)，格式化成一個分區(qū)可以利用磁盤的所有空間；
(2)設(shè)置錄像文件的固定大小為A(byte)；
2、開始流程
(1)程序啟動；
(2)判斷有沒有創(chuàng)建過用于錄像文件索引的數(shù)據(jù)庫，如果已經(jīng)創(chuàng)建，則轉(zhuǎn)到步驟(4)，沒有則轉(zhuǎn)到步驟(3)；
(3)創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，建立表結(jié)構(gòu)、索引，表結(jié)構(gòu)的內(nèi)容包括錄像開始時間、結(jié)束時間、文件大小等內(nèi)容。根據(jù)需要，在數(shù)據(jù)庫中記錄的內(nèi)容還可以包括通道號、編碼參數(shù)、幀率、碼流大小等首視頻相關(guān)的參數(shù)；
(4)打開數(shù)據(jù)庫；
3、運行流程，參考附圖1
(1)開始一個新的錄像；
(2)判斷錄像機中的磁盤是否滿，如果沒有滿，則跳到步驟(3)，如果已滿，則跳到步驟
(4)，這里一般不要將磁盤寫到100%，因為寫到100%后將影響磁盤的效率，需要預(yù)留一定比率的空間；
(3)使用系統(tǒng)調(diào)用open函數(shù)，創(chuàng)建一個新的錄像文件，設(shè)置錄像文件當(dāng)前大小為
O(byte)。將錄像記錄存入數(shù)據(jù)庫，記錄錄像開始時間、結(jié)束時間、錄像大小等參數(shù)，其中開始時間、結(jié)束時間均為當(dāng)前時間，文件大小為O (byte)。隨著錄像文件的寫入，錄像結(jié)束時間、文件大小都是隨著時間變化的，將這些變化都記錄到數(shù)據(jù)庫。如果當(dāng)前使用的文件系統(tǒng)支持文件創(chuàng)建時預(yù)分配空間操作(如fallocate系統(tǒng)調(diào)用，ext4支持),則預(yù)分配A (byte)大小的磁盤空間；
(4)查找本磁盤中最老的錄像文件，在數(shù)據(jù)庫中刪除該錄像文件。這樣客戶端就無法再搜到該錄像文件；
(5)將最老的錄像文件更名為新錄像文件，使用mv操作。在內(nèi)存中，將當(dāng)前錄像文件的大小設(shè)為O (byte)(從錄像文件的起始處開始覆寫，因此一開始錄像文件的大小為O(byte))，將文件的寫入指針指向文件的起始處。將錄像記錄存入數(shù)據(jù)庫，記錄錄像開始時間、結(jié)束時間、文件大小等參數(shù)，其中開始時間、結(jié)束時間均為當(dāng)前時間，文件大小為0(byte)。隨著錄像文件的寫入，錄像結(jié)束時間、文件大小都是隨著時間變化的，將這些變化都記錄到數(shù)據(jù)庫；
(6)錄像文件的大小是否已經(jīng)達到A(byte)? A (byte)是預(yù)先設(shè)定的錄像文件大小，是固定的。如果沒有達到A byte，則轉(zhuǎn)到(7)；如果已經(jīng)達到A(byte)，則轉(zhuǎn)到⑶；
(7)寫入錄像數(shù)據(jù)，使用write系統(tǒng)調(diào)用，更新內(nèi)存中當(dāng)前錄像文件大小，并更新數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)記錄的錄像文件大小、結(jié)束時間等參數(shù)，每寫入一次都更新一次數(shù)據(jù)庫；
(8)關(guān)閉錄像文件，更新錄像文件最終的錄像文件大小、結(jié)束時間等參數(shù)；
4、結(jié)束流程
(I)關(guān)閉所有通道的錄像，在關(guān)閉每一路通道的錄像時，需在數(shù)據(jù)庫中更新最終的錄像文件大小，及錄像結(jié)束時間；
(2)關(guān)閉數(shù)據(jù)庫；
(3)程序結(jié)束；
5、總結(jié)
對于ext3等不支持文件創(chuàng)建時預(yù)分配空間的的文件系統(tǒng)，本發(fā)明并不能保證完全沒有硬盤碎片產(chǎn)生，從上面的處理流程可以看出，長時間運行后，硬盤碎片的數(shù)量約等于第一次將磁盤寫滿后所產(chǎn)生的硬盤碎片。在一遍一遍的覆寫過程中，由于沒有舊文件的刪除、及新文件的創(chuàng)建，因此不會產(chǎn)生新的硬盤碎片。同時由于不需要刪除舊文件，本發(fā)明極大的提聞了系統(tǒng)的性能。
[0011]對于ext4等支持文件創(chuàng)建時預(yù)分配空間的的文件系統(tǒng)(通常是支持fallocate系統(tǒng)調(diào)用)，由于可以在文件創(chuàng)建時一次性的預(yù)分配文件占用的空間，因此可進一步降低磁盤碎片的產(chǎn)生。將本發(fā)明用于這類文件系統(tǒng)，則基本可消除錄像機磁盤碎片，系統(tǒng)性能可進
一步提聞。
[0012]本發(fā)明已經(jīng)在Iinux上實現(xiàn),測試了 ext3、ext4、xfs文件系統(tǒng),達到了很好的效
果O
【權(quán)利要求】
1.一種簡單防止磁盤碎片產(chǎn)生錄像文件的管理方法和設(shè)備，該方法包括如下步驟: 1)將錄像機中的磁盤格式化，固定為一個或若干個分區(qū)，針對不同的文件系統(tǒng)，使用操作系統(tǒng)提供的不同的格式化方法； 2)建立錄像文件索引數(shù)據(jù)庫，提供高效的錄像文件檢索服務(wù)； 3)固定錄像文件大小，記為AByte ； 4)錄像機中的磁盤未寫滿時，采用創(chuàng)建、寫入的方法；首先創(chuàng)建一個錄像文件，然后依次寫入錄像數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫中增加一條索引記錄，標(biāo)記錄像的開始時間、結(jié)束時間、錄像文件大??；錄像數(shù)據(jù)每寫入一次，更新一次錄像文件大小、結(jié)束時間，直到錄像文件的大小等于AByte,關(guān)閉錄像文件； 5)錄像機中的磁盤已經(jīng)寫滿時，采用覆蓋寫入的方法；查找本磁盤中開始時間最老的錄像文件，從數(shù)據(jù)庫中刪除該錄像記錄；將這條最老的錄像文件更名為新的錄像文件，并將錄像文件的寫入指針指向文件的起始處，然后依次寫入錄像數(shù)據(jù)；在數(shù)據(jù)庫中增加一條新的錄像文件記錄，標(biāo)記錄像開始時間、結(jié)束時間、文件大??；錄像數(shù)據(jù)每寫入一次，更新一次錄像文件大小、結(jié)束時間，直到錄像文件的大小等于A Byte，關(guān)閉錄像文件。
【文檔編號】G11B27/10GK103474087SQ201310401372
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】衛(wèi)剛, 吳磊, 王強 申請人:南京南自信息技術(shù)有限公司