随着大数据时代的到来,数据存储在工业生产应用中的重要性日益凸显,基于NAND闪存的固态硬盘（Solid State drive,简称SSD）凭借低功耗、高性能等诸多优点得到广泛应用。垃圾回收（Garbage Collection,简称GC）作为固态硬盘的空间管理机制,在保障系统正常运行的同时,也会对性能产生影响。一方面,垃圾回收占用系统资源会影响系统服务请求质量,另一方面,垃圾回收引起的额外读写和擦除会降低闪存耐久性和使用寿命。目前有大量的研究集中在固态硬盘垃圾回收机制的优化设计上,但极少研究从性能影响的角度出发对垃圾回收机制进行研究和优化。针对上述问题,本文从性能影响的角度出发对垃圾回收机制进行研究并改进,具体研究内容和创新点包括以下方面:（1）分析了固态硬盘的垃圾回收机制对性能的两个主要影响。首先针对垃圾回收的资源独占性和高时延特性分析了其对性能稳定性的影响。垃圾回收长时间占用系统资源会导致部分请求响应时延骤升现象（称为性能悬崖问题）,并且固态硬盘的大容量发展趋势导致垃圾回收时延持续升高,进而加重性能悬崖问题。接着针对垃圾回收的有效页面迁移和块擦除过程分析了其对系统耐久性的影响。垃圾回收造成的额外读写会导致实际写入量大于预期写入量（称为写放大问题）,并且垃圾回收和磨损均衡在回收块选择策略上的冲突引发额外页面迁移进而加重写放大问题。（2）提出基于部分页迁移的垃圾回收辅助方案PreGC。针对闪存中垃圾回收产生的性能悬崖问题,以减少垃圾回收独占资源时间为切入点,提出一种垃圾回收辅助方案PreGC,结合部分垃圾回收与背景垃圾回收,辅助传统垃圾回收将有效页面迁移时延提前拆分到系统空闲时间,进而尽可能避免垃圾回收长时间阻塞请求。实验表明,与传统垃圾回收算法相比,PreGC平均可将高百分位请求时延（称为尾延迟）降低16%,有效缓解性能悬崖问题。（3）提出兼顾利用率和磨损程度的回收块选择策略UniBC。针对闪存中垃圾回收导致的写放大问题,以解决现有垃圾回收和磨损均衡的冲突为切入点,提出一种能够同时考虑块利用率与磨损程度的源闪存块选择策略UniBC,分别对垃圾回收和磨损均衡的回收块选择策略进行改进,使其兼顾块利用率和磨损程度,降低以上两种操作的触发频率,减少不必要的页面迁移,进而缓解写放大问题。实验表明,与其他回收块选择策略相比,UniBC平均可将写放大系数降低6%,有效缓解写放大问题。