【摘要】：多核處理器提升了處理器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能,解決了傳統(tǒng)單處理器的發(fā)展瓶頸,但軟件編程問題卻阻礙了多核系統(tǒng)性能的有效發(fā)揮。事務(wù)存儲是當(dāng)前最有希望應(yīng)用在多核處理器系統(tǒng)中的并行編程方法之一,它將事務(wù)機(jī)制應(yīng)用到了并行程序設(shè)計(jì)中。程序員不需要使用傳統(tǒng)的互斥機(jī)制去協(xié)調(diào)多線程對共享資源的并發(fā)訪問,避免了鎖機(jī)制帶來的死鎖等問題。按實(shí)現(xiàn)方式的不同,事務(wù)存儲可分為軟件事務(wù)存儲、硬件事務(wù)存儲和混合事務(wù)存儲,其中軟件事務(wù)存儲因易于設(shè)計(jì)和修改而受到了更多關(guān)注,成為面向多核架構(gòu)并行編程模型研究的熱點(diǎn)之一。軟件事務(wù)存儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組織、并發(fā)控制、沖突檢測與解決、內(nèi)存管理等,其中內(nèi)存管理是影響系統(tǒng)性能和線程執(zhí)行的一個(gè)重要內(nèi)容。 本文針對軟件事務(wù)存儲系統(tǒng)的內(nèi)存管理技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。在分析和研究了一些內(nèi)存分配和垃圾回收策略的基礎(chǔ)上,本文結(jié)合軟件事務(wù)存儲的實(shí)現(xiàn)要求和特點(diǎn)提出了一個(gè)非阻塞的內(nèi)存管理策略。面對軟件事務(wù)存儲系統(tǒng)執(zhí)行的多線程環(huán)境,新策略使用了多線程私有堆內(nèi)存方案,為系統(tǒng)中的每個(gè)線程分配一個(gè)完全私有的內(nèi)存堆,使用私有堆管理器管理每個(gè)線程的內(nèi)存區(qū),并利用一個(gè)全局管理器管理所有私有堆管理器。在私有堆管理器中設(shè)計(jì)了內(nèi)存分配器、內(nèi)存托管器和垃圾清除器來進(jìn)行內(nèi)存單元的分配、回收和清除工作,形成一個(gè)完整的內(nèi)存管理過程。在垃圾對象的清除和回收設(shè)計(jì)上,修改了原有基于共享操作的時(shí)間點(diǎn)回收方案,將時(shí)間點(diǎn)設(shè)計(jì)在了事務(wù)上。當(dāng)事務(wù)即將結(jié)束時(shí),通過判斷垃圾對象上的時(shí)間點(diǎn)和所有當(dāng)前事務(wù)的時(shí)間點(diǎn)來確定是否可以安全清除垃圾對象。在垃圾對象被清除后,內(nèi)存托管器則將帶有清除標(biāo)記的內(nèi)存單元回收到分配鏈表中,保證了內(nèi)存單元的重用。同時(shí)在內(nèi)存管理器中設(shè)計(jì)了基于時(shí)間點(diǎn)的異常檢測,防止某些線程的不確定延遲或異常而影響其它線程的內(nèi)存回收,保證了內(nèi)存管理器和系統(tǒng)的非阻塞性質(zhì)。 最后使用六種典型應(yīng)用程序測試和分析了系統(tǒng)的性能。測試結(jié)果表明,本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的內(nèi)存管理器保持了較好的性能,特別是在內(nèi)存管理操作較多時(shí),該內(nèi)存管理器充分展現(xiàn)了其性能優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：解放軍信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：TP333.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2612118