阅读说明：本技术 一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法 (Write-friendly flash memory solid-state disk cache management method ) 是由 伍卫国 宫继伟 聂世强 张驰 于 2020-05-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法,以页为基本单位管理缓存中的干净数据页,对缓存中的脏数据页根据其所属闪存物理块的不同进行页簇操作,把数据同一个闪存物理块的多个数据页组织在一个页簇里；设定系统访问时间visit_time记录访问数据页的次数；记录缓存访问数据页的时间标记；设定一个最近访问时间窗口；最近访问时间窗口覆盖缓存中最近访问过的若干数据页,将最近访问时间窗口值tw的大小设定为缓存空间大小的10％,当I/O请求的目标数据没有在缓存中命中时,从闪存中读取I/O请求的目标数据返回给上层应用,然后根据I/O请求的读写类型将目标数据页插入到缓存中的相应管理链表中。减少缓存替换次数和闪存垃圾回收开销,提升闪存的整体性能。(The invention discloses a write-friendly flash memory solid-state disk cache management method, which takes a page as a basic unit to manage a clean data page in a cache, carries out page cluster operation on a dirty data page in the cache according to different flash memory physical blocks to which the dirty data page belongs, and organizes a plurality of data pages of the same flash memory physical block into one page cluster; setting system access time visit _ time to record the times of accessing a data page; recording the time mark of the cache access data page; setting a recent access time window; the latest access time window covers a plurality of data pages which are accessed recently in the cache, the value tw of the latest access time window is set to be 10% of the size of the cache space, when the target data of the I/O request is not hit in the cache, the target data of the I/O request is read from the flash memory and returned to the upper application, and then the target data pages are inserted into corresponding management linked lists in the cache according to the read-write type of the I/O request. The cache replacement times and the flash memory garbage recycling overhead are reduced, and the overall performance of the flash memory is improved.)

一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法

技术领域

本发明属于缓存技术领域，具体涉及一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法。

背景技术

闪存的固态盘具有访问速度快、能耗低、抗震性好等优点，在工业界和学术界受到广泛关注与研究，已被广泛应用在消费设备、云存储和数据中心。然而，受闪存的物理特性的影响，闪存固态盘面临着写前擦除、读写不对称以及擦除次数有限等诸多约束。为了避免由于更新写操作引起数据块擦除和数据迁移，闪存使用异地更新策略，让更新写操作都重新定向到重新分配的空闲块中，从而避免每次写操作都要进行数据块的擦除操作和数据迁移，缩短了I/O请求的响应时间。然而，随着I/O请求的进行，这种异地更新机制让闪存中的数据块出现大量无效数据，当闪存的存储空间消耗完，需要进行垃圾回收操作回收这些无效数据页占用的闪存空间。频繁的垃圾回收将严重影响闪存固态盘的存储性能。

为了减少频繁的写操作对闪存性能的影响，基于闪存的缓存替换算法通常从优先替换缓存中冷干净页的策略来减少对闪存的写操作次数。同时，受闪存异地更新策略影响，闪存的数据布局也会对闪存的垃圾回收频率和开销产生影响。而如何让不同冷热特征的数据更加合理的写回闪存，也应该是基于闪存的缓存替换算法应该考虑的因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有的闪存固态盘缓存管理方法在优化写操作方面的不足，提供一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法，在进行缓存替换时，剔除缓存中的冷数据页，保证较高的缓存命中率，同时让地址相近的具有不同冷热特征的数据一起写回闪存，减少闪存垃圾回收的代价，从而提升闪存固态盘的整体性能。

本发明采用以下技术方案：

一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法，包括以下步骤：

S1、以页为基本单位管理缓存中的干净数据页，对缓存中的脏数据页根据其所属闪存物理块的不同进行页簇操作，把属于同一个闪存物理块的多个数据页组织在一个页簇里；

S2、设定系统访问时间visit_time记录访问数据页的次数，其初始值设置为0，记录缓存访问数据页的时间标记；

S3、设定最近访问时间窗口tw表示在发生缓存替换操作时，保护缓存内不被替换的数据页的范围，用最近访问时间窗口tw覆盖缓存中最近访问过的若干数据页；

S4、闪存固态盘接受到上层应用I/O请求的目标数据页后，先判断目标数据页是否在缓存中命中，如果在缓存中命中，则执行步骤S5；若未命中，则执行步骤S6；

S5、在缓存中命中后，先将目标页返回给上层应用程序，再将目标页调整到相应的热链表MRU端；

S6、如果I/O请求没有在缓存中命中，从闪存中读取I/O请求的目标数据返回给上层应用，并将数据插入到相应的缓存管理链表中，如果缓存中有空闲空间满足存储I/O请求的目标数据页，执行步骤S8，如果不满足，执行步骤S7；

S7、当缓存中没有足够的空闲空间存储I/O请求的目标数据页时，执行缓存替换算法后执行补充S8；

S8、当I/O请求的目标数据没有在缓存中命中时，从闪存中读取I/O请求的目标数据返回给上层应用，然后根据I/O请求的读写类型将目标数据页插入到缓存中的相应管理链表中，实现缓存管理。

具体的，步骤S1中，采用冷链表和热链表管理缓存中的干净数据页，冷链表用于管理在缓存中只被访问过一次的干净数据页，热链表用于管理在缓存中命中的干净数据页，即被访问过两次或两次以上的干净数据页；采用冷块链表和热块链表管理缓存中的脏数据页簇，冷块链表用于管理只访问过一次的脏数据页聚合的页簇，热块链表用于管理在缓存中命中过的脏数据页聚合的页簇。

具体的，步骤S2中，当用户I/O请求到来时，每访问一个数据页，visit_time值执行加1操作，同时将当前visit_time值赋值给被访问数据页的page_time，记录当前被访问数据的访问时间标记。

具体的，步骤S3中，最近访问时间窗口值tw的大小设定为缓存空间大小的10％～50％，将缓存中的数据页按其访问时间标记值的先后顺序看做逻辑上的一个LRU链表，最近访问时间窗口是这一逻辑LRU链表MRU端的长度为tw范围内的数据页。

进一步的，判断一个数据页P_i是否在最近访问时间窗口内的依据为：计算当前系统访问时间标记值和数据页P_i的访问时间标记值P_i_page_time的差值是否大于最近访问时间窗口值tw，如果计算的差值大于最近访问时间窗口值tw，则数据页P_i不在最近访问时间窗口内；否则，数据页P_i在最近访问时间窗口内；当一个数据页被判定在最近访问时间窗口内，则数据页为最近刚访问过的数据页，给予数据页驻留在缓存的时间，保护数据页不被替换出缓存。

具体的，步骤S5具体为：

S501、判断I/O请求是否为读请求且命中的目标页是干净页，若是，则执行步骤S502，若否，则执行步骤S503；

S502、将目标页从当前位置调整至热链表MRU端，更新目标页信息和热链表，完成调整；

S503、将目标页从当前位置调整至热块链表相应页簇中的LRU链表的MRU端，并将页簇调整至热块链表的MRU端，更新目标数据页信息和页簇信息，完成调整。

具体的，步骤S7具体为：

S701、判断干净页冷链表是否为空，如果不空且LRU端数据页不在最近访问时间窗口内，将冷链表的LRU端数据页直接从缓存中剔除，更新冷链表，然后执行步骤S6；

S702、如果干净页冷链表为空且LRU端数据页在最近访问时间窗口内，判断脏数据页冷块链表是否为空，如果不空则执行步骤S703，否则执行步骤S705；

S703、如果冷块链表的LRU端页簇中最近一次访问的数据页不在最近访问时间窗口内，将冷块链表的LRU端页簇中所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，更新冷块链表，然后执行步骤S8；否则，执行步骤S704；

S704、从冷块链表的LRU端的页簇开始，计算冷块链表中每个页簇的平均访问时间值，并判断其平均访问时间值是否大于tw，将第一个满足条件的页簇内所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，更新冷块链表，然后执行步骤S8；如果冷块链表中没有找到符合条件的页簇，则执行步骤S705；

S705、如果热链表不空，且热链表的LRU端数据页不在最近访问时间窗口内，则执行步骤S706；否则执行步骤S707；

S706、将热链表的LRU端数据页直接从缓存中剔除，更新热链表后执行步骤S8；

S707、将热块链表LRU端页簇内所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，更新热块链表，然后执行步骤S8。

具体的，步骤S7中，当发生缓存替换操作时，将优先选择只访问过一次的冷数据页作为候选替换对象；

如果冷链表不空，则选择冷链表的LRU端数据页作为候选替换对象，如果候选替换对象不在最近访问时间窗口，则直接将该候选替换对象替换出缓存，完成此次缓存替换操作；

如果冷链表为空，或冷链表的LRU端数据页在最近访问时间窗口内，则选择冷块链表的LRU端的页簇作为候选替换页簇对象；如果候选替换页簇中最近一次访问的数据页不在最近访问时间窗口中，则将页簇内所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作；

如果冷块链表不为空，且冷块链表的LRU端页簇内最近一次访问的数据页在最近访问时间窗口内，则从冷块链表的LRU端开始向MRU端逐个计算每个页簇的平均访问时间average_pagetime，并判断average_pagetime>tw是否成立，选择第一个满足平均访问时间大于最近访问时间窗口值的页簇作为替换对象，将页簇内的数据页全部写回闪存后从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作；

如果冷块链表为空，或冷块链表中没有满足替换条件的页簇，则选择热链表的LRU端的数据页作为候选替换对象；如果候选替换对象不在最近访问时间窗口内，则将候选替换对象直接从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作；

如果热链表为空，或者热链表中没有满足替换条件的数据页，则选择热块链表的LRU端页簇作为替换对象，将页簇内所有数据页写回闪存后将页簇从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作。

具体的，步骤S8中，如果是读请求，将读请求的目标数据页擦入到冷链表的MRU端，更新目标数据页信息和冷链表信息，完成读请求处理；如果是写请求，将写请求的目标数据页插入到冷块链表相应页簇中LRU链表的MRU端，然后将页簇调整到冷块链表的MRU端，更新数据页信息、页簇信息和冷块链表信息，完成写请求处理。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本发明一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法，针对写操作对闪存性能的影响以及替换干净数据页和脏数据页的代价差异，本申请提供的缓存管理方法分别用不同的粒度管理缓存中的干净数据页和脏数据页；通过对脏数据页进行聚簇操作，把不同访问频率的数据页和页簇分别进行组织和管理，可以尽量让多个随机写操作在缓存中进行合并；当发生缓存替换时，一次写回地址和冷热特征都相近的多个数据页，一方面可以一次剔除多个数据页，减少缓存替换的次数，另一方面，也可以让冷热特征相近的数据页在闪存中更加聚集，减少闪存垃圾回收的开销，从而提升闪存的整体性能。

进一步的，通过设置冷链表(CL)、热链表(HL)、冷块链表(CBL)和热块链表(HBL)分别组织管理缓存中的冷干净数据页、热干净数据页、冷脏数据页簇和热脏数据页簇，可以减少管理缓存数据页不同特征所需的额外标记开销，同时也能快速定位不同冷热特征的干净数据页和脏数据页。

进一步的，通过对缓存中的干净数据页和脏数据页用不同的粒度进行管理和替换，考虑了干净页和脏页的不同替换代价，让干净数据页的替换更加灵活，保证较高的缓存命中率。

进一步的，通过对缓存中的脏数据页进行聚簇操作，并用块节点记录页簇的信息，可以让物理地址相近、访问频率特征相同的数据页聚集在一起。

进一步的，通过给每个缓存中的数据页添加访问时间标记值，记录数据页最近一次被访问的时间特征。

进一步的，通过设置最近访问时间窗口来保护最近刚刚被访问过的数据页不被替换出缓存，给予刚进入缓存的数据页驻留缓存的时间以探究其冷热特征，从而保证缓存命中率的稳定性。

进一步的，在发生缓存替换时，优先选择缓存中的冷干净数据页作为替换对象，当缓存中没有符合替换条件的冷干净页时，再选择冷脏页簇作为替换对象，减少对闪存的写操作次数。

进一步的，当选择脏页簇作为替换对象时，一次写回具有地址相近、冷热特征相同的多个数据页，不但可以减少缓存替换次数，还有利于闪存的数据更加合理的分布，减小后期闪存垃圾回收的代价和频率。

综上所述，本发明对闪存缓冲区中的干净数据和脏数据页分别用不同的粒度进行管理和替换；并优先选择冷干净页或冷脏页簇作为替换对象，将缓存中冷热特征和地址特征相近的多个数据页一起写回闪存，一方面可以减少缓存替换操作次数，另一方面也可以减少对闪存的随机写操作次数，优化闪存数据布局，降低闪存垃圾回收频率和代价，提升闪存整体性能。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明缓存管理数据结构示意图；

图2为本发明页簇管理采用的数据结构示意图；

图3为本发明使用的最近访问时间窗口逻辑示意图；

图4为本发明一种处理I/O请求处理流程图；

图5为本发明另一种处理I/O请求处理流程图；

图6为本发明缓存替换操作流程图；

图7为本发明的一种数据组织示意图；

图8为本发明的另一种数据组织示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法，根据缓存中数据页是否被修改过，将缓存中的干净数据页和脏数据页分别用不同的粒度进行管理和替换，具体步骤如下：

S1、以页为基本单位管理缓存中的干净数据页，同时，对缓存中的脏数据页根据其所属闪存物理块的不同进行页簇操作，把数据同一个闪存物理块的多个数据页组织在一个页簇里；

请参阅图1，缓存管理方法采用两个LRU链表管理缓存中的干净数据页：冷链表(Cold-List，以下简称CL)和热链表(Hot-List，一下简称HL)。CL链表用于管理在缓存中只被访问过一次的干净数据页，HL链表用于管理在缓存中命中的干净数据页，即被访问过两次或两次以上的干净数据页。

缓存管理方法采用两个LRU链表管理缓存中的脏数据页簇：冷块链表(Cold-BlockList，以下简称CBL)和热块链表(Hot-Block List，以下简称HBL)。CBL链表用于管理只访问过一次的脏数据页聚合的页簇，HBL链表用于管理在缓存中命中过的脏数据页聚合的页簇。

请参阅图2，缓存管理方法涉及到的CBL链表和HBL链表管理的页簇节点中，每个节点都使用一个LRU链表管理页簇中的数据页。

S2、设定一个系统访问时间visit_time记录访问数据页的次数。其初始值设置为0，记录缓存访问数据页的时间标记；

缓存中每一个数据页增加一个访问时间标记值page_time，记录缓存中数据页最近一次被访问的时间标记值。

缓存管理方法管理访问时间标记具体为：当用户I/O请求到来时，每访问一个数据页，visit_time值执行加1操作，同时将当前visit_time值赋值给被访问数据页的page_time，记录当前被访问数据的访问时间标记。

S3、设定一个最近访问时间窗口。最近访问时间窗口覆盖缓存中最近刚刚访问过的若干数据页，最近访问时间窗口值tw表示在发生缓存替换操作时，保护缓存内不被替换的数据页的范围。

本申请将最近访问时间窗口值tw的大小设定为缓存空间大小的10％～50％，可以知道，其他窗口大小值是在本申请的涉及技术范围内，优选将最近访问时间窗口值tw设定为缓存空间大小的10％。

请参阅图3，管理缓存数据页的策略为：将缓存中的数据页按其访问时间标记值的先后顺序看做是逻辑上的一个LRU链表，最近访问时间窗口是指这一逻辑LRU链表MRU端的长度为tw范围内的数据页。

判断一个数据页P_i是否在最近访问时间窗口内的判断依据为：计算当前系统访问时间标记值和该数据页P_i的访问时间标记值P_i_page_time的差值是否大于最近访问时间窗口值tw，如果计算的差值大于tw，则说明数据页P_i不在最近访问时间窗口内；否则，说明数据页P_i在最近访问时间窗口内。

当一个数据页被判定在最近访问时间窗口内，则说明该数据页为最近刚访问过的数据页，根据访问的局部性原理，该数据页被再次访问的可能性较大，因此应该给予该数据页驻留在缓存的时间，以探究其冷热特征，保护该数据页不被替换出缓存。

S4、闪存固态盘接受到上层应用I/O请求的目标数据页后，先判断该目标数据页是否在缓存中命中，如果在缓存中命中，则执行S5；若未命中，则执行S6；

S5、在缓存中命中后，首先将该目标页返回给上层应用程序，然后将该目标页调整到相应的热链表MRU端；请参阅图4，具体操作步骤为：

S501、判断I/O请求是否为读请求且命中的目标页是干净页，若是，则执行步骤S502，若否，则执行步骤S503；

S502、将目标页从当前位置调整至HL链表MRU端，更新目标页信息和HL链表，完成调整；

S503、将目标页从当前位置调整至HBL链表相应页簇中的LRU链表的MRU端，并将页簇调整至HBL链表的MRU端，更新目标数据页信息和页簇信息，完成调整。

S6、如果I/O请求没有在缓存中命中，则要从闪存中读取I/O请求的目标数据返回给上层应用，并将数据插入到相应的缓存管理链表中；

请参阅图5，其具体的处理流程为：首先判断缓存中是否还有空闲空间满足存储该I/O请求的目标数据页，如果不满足，则执行S7；否则执行S8；

S7、当缓存中没有足够的空闲空间存储I/O请求的目标数据页时，将执行缓存替换算法。

请参阅图6，本申请提供的缓存替换算法优先替换缓存中的冷数据页，当缓存中没有符合替换条件的冷数据页时，将按热干净数据页和热脏数据页簇的优先顺序选择替换对象；具体的替换流程如下：

首先判断干净页链表CL是否为空，如果不空且其LRU端数据页不在最近访问时间窗口内，则执行S701；否则执行S702；

S701、将CL链表LRU端数据页直接从缓存中剔除，更新CL链表，然后执行S6；

S702、判断脏数据页链表CBL是否为空，如果不空则执行S703，否则执行S705；

S703、如果CBL链表LRU端页簇中最近一次访问的数据页不在最近访问时间窗口内，将CBL链表LRU端页簇中所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，更新CBL链表，然后执行S8；否则，执行S704；

S704、从CBL链表LRU端的页簇开始，计算CBL链表中每个页簇的平均访问时间值，并判断其平均访问时间值是否大于tw，将第一个满足条件的页簇内所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，更新CBL链表，然后执行S8；如果CBL中没有找到符合条件的页簇，则执行S705；

S705、如果HL链表不空其HL链表LRU端数据页不在最近访问时间窗口内，则执行S706；否则执行S707；

S706、将HL链表LRU端数据页直接从缓存中剔除，更新HL链表后执行S8；

S707、将HBL链表LRU端页簇内所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，更新HBL链表，然后执行S8；

当发生缓存替换操作时，将优先选择只访问过一次的冷数据页作为候选替换对象，

如果CL链表不空，则选择CL链表LRU端数据页作为候选替换对象，如果该候选替换对象不在最近访问时间窗口，则直接将该候选替换对象替换出缓存，完成此次缓存替换操作。

如果CL链表为空，或CL链表LRU端数据页在最近访问时间窗口内，则选择CBL链表LRU端的页簇作为候选替换页簇对象。如果该候选替换页簇中最近一次访问的数据页不在最近访问时间窗口中，则将该页簇内所有数据页写回闪存后从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作。

如果CBL链表不为空，且CBL链表LRU端页簇内最近一次访问的数据页在最近访问时间窗口内，则从CBL链表的LRU端开始向MRU端逐个计算每个页簇的平均访问时间average_pagetime，并判断average_pagetime>tw是否成立，选择第一个满足平均访问时间大于最近访问时间窗口值的页簇作为替换对象，将该页簇内的数据页全部写回闪存后从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作。

如果CBL链表为空，或CBL中没有满足替换条件的页簇，则选择HL链表LRU端的数据页作为候选替换对象。如果该候选替换对象不在最近访问时间窗口内，则将该候选替换对象直接从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作。

如果HL链表为空，或者HL链表中没有满足替换条件的数据页，则选择HBL链表LRU端页簇作为替换对象，将该页簇内所有数据页写回闪存后将该页簇从缓存中剔除，完成此次缓存替换操作。

S8、参照图5，当I/O请求的目标数据没有在缓存中命中时，从闪存中读取该I/O请求的目标数据返回给上层应用，然后根据该I/O请求的读写类型将该目标数据页插入到缓存中的相应管理链表中。如果是读请求，执行S801；如果是写请求，执行S802；

S801、将该读请求的目标数据页擦入到CL链表的MRU端，更新该目标数据页信息和CL链表信息，完成读请求处理。

S802、将该写请求的目标数据页插入到CBL链表相应页簇中的LRU链表的MRU端，然后将该页簇调整到CBL链表的MRU端，更新数据页信息、页簇信息和CBL链表信息，完成写请求处理。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图7，假设最近访问时间窗口值tw设定为5，系统当前访问时间visit_time为101，系统当前访问数据页为P11，其访问时间标记值为100。当发生缓存替换操作时，首先选择CL链表LRU端的数据页作为候选替换对象，在图7里为P8。而P8数据页在最近访问时间窗口内，按照本发明提出的缓存管理方法，将给予P8保护使其不被替换出缓存。

开始选择CBL链表LRU端的页簇作为替换对象，在图7里将选择页簇0作为候选替换对象。页簇0里共包含P7和P2两个数据页，且页簇0里的LRU链表MRU端的数据页P7在最近访问时间窗口内，为了避免脏页簇中个别数据页被保护导致大多数冷数据页驻留缓存而浪费缓存空间、降低缓存命中等问题，本发明提出的缓存管理方法将进一步计算CBL链表中每一个页簇的平均访问时间，如果计算页簇的平均访问时间大于最近访问时间窗口值大小，则说明页簇内的大多数数据页都是很旧没有被访问过的冷数据页，则应该将其全部写回闪存，并从缓存中剔除。计算是从CBL链表LRU端的页簇开始，在图7里为页簇0。

页簇0里包含P7和P2两个数据页，从访问序列链表里可以看出，其访问时间标记值与当前系统的访问时间标记值的差值分别为5和10，页簇0内数据页的平均访问时间距离为(5+10)/2＝7.5，大于最近访问时间窗口值5，因此将把该页簇内所有数据页写回闪存，并把该页簇内所有数据页从缓存中剔除，然后调整CBL链表。调整后的缓存管理结构示意图如图8所示。

综上所述，本发明一种写友好的闪存固态盘缓存管理方法，考虑闪存的写操作会对闪存固态盘垃圾回收的开销和垃圾回收的频率产生重要影响，通过对缓存中脏数据页进行聚簇操作，用块节点组织管理多个冷热特征相同且物理地址相近的多个数据页。当发生缓存替换时，本申请提供的缓存管理方法优先替换缓存中的冷干净数据和最久没有访问的脏数据页簇作为替换对象，并将页簇内的数据页一起写回闪存中。一方面可以减少缓存替换的次数，另一方面，通过一次写回多个冷热特征相同的数据页来优化闪存中数据布局，从而减少写操作对闪存垃圾回收开销的影响，提升闪存固态盘的整体性能。本申请提供的缓存管理方法能适应各种数据负载，具有很好的鲁棒性。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。