并行計(jì)算編程中的軟件事務(wù)內(nèi)存算法研究與綜合優(yōu)化
發(fā)布時(shí)間:2020-05-20 10:02
【摘要】:近年來(lái)伴隨著計(jì)算機(jī)多核時(shí)代的到來(lái),軟件開發(fā)出現(xiàn)了新的挑戰(zhàn),如何進(jìn)行有效的并行計(jì)算編程,充分釋放多核的計(jì)算處理能力,已經(jīng)成為當(dāng)前的一大討論熱點(diǎn)問(wèn)題。傳統(tǒng)的并行計(jì)算編程模式一般是采用鎖機(jī)制下的多線程方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這種多線程的編程模式要求程序員在寫代碼時(shí)必須自己使用鎖機(jī)制在線程一級(jí)上控制程序的同步問(wèn)題,代碼的復(fù)雜度非常高,很容易導(dǎo)致死鎖、活鎖、優(yōu)先級(jí)反轉(zhuǎn)等一系列問(wèn)題。軟件事務(wù)內(nèi)存(Software Transactional Memory, STM)是一種新型的并行編程模式,它使用事務(wù)來(lái)進(jìn)行線程間同步,是鎖同步機(jī)制的一種替代。軟件事務(wù)內(nèi)存將一組操作封裝到事務(wù)中通過(guò)原子操作的方式來(lái)運(yùn)行,為并行計(jì)算編程提供一種非常簡(jiǎn)單有效的編程手段。然而軟件事務(wù)內(nèi)存由于復(fù)雜的沖突檢測(cè)機(jī)制以及沖突的誤判等問(wèn)題使其一直存在著很大的性能問(wèn)題。 本文在對(duì)現(xiàn)有軟件事務(wù)的理論和算法分析研究的基礎(chǔ)上,提出綜合運(yùn)用下述三點(diǎn)優(yōu)化方案:一、采用無(wú)效性驗(yàn)證策略代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有效性驗(yàn)證策略,提高事務(wù)的通過(guò)率;二、根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況動(dòng)態(tài)調(diào)整競(jìng)爭(zhēng)管理器算法,使得系統(tǒng)的實(shí)用性大大提高;三、通過(guò)引入動(dòng)態(tài)Bloom Filter參數(shù)優(yōu)化調(diào)整策略,大大降低了事務(wù)沖突的誤判率,使得系統(tǒng)的性能得到進(jìn)一步的提升。最后我們?cè)O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于對(duì)象的綜合優(yōu)化后的軟件事務(wù)內(nèi)存原型系統(tǒng)(Integrate Multi Optimized STM, IMO.STM),實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這種通過(guò)運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)綜合優(yōu)化的軟件事務(wù)內(nèi)存系統(tǒng),有著很好的整體性能優(yōu)勢(shì)。
【圖文】:
圖5一3鏈表N一 wr1tef十N一Reader測(cè)試結(jié)果下面我們來(lái)看看對(duì)于哈希表結(jié)構(gòu)的測(cè)試情況。圖5一4是哈希表結(jié)構(gòu)的多線程插入的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果顯示,,工MO.STM有小幅度的優(yōu)勢(shì),但優(yōu)勢(shì)不明顯。{「一”’「一‘-一一一一1一一一~~一r~一——4個(gè)線程插入8個(gè)線程插入TB00ST.STM緣IMO.STMTB00ST.STM麟IMO.STM薰250200150100500成完時(shí)間
本文編號(hào):2672449
【圖文】:
圖5一3鏈表N一 wr1tef十N一Reader測(cè)試結(jié)果下面我們來(lái)看看對(duì)于哈希表結(jié)構(gòu)的測(cè)試情況。圖5一4是哈希表結(jié)構(gòu)的多線程插入的測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果顯示,,工MO.STM有小幅度的優(yōu)勢(shì),但優(yōu)勢(shì)不明顯。{「一”’「一‘-一一一一1一一一~~一r~一——4個(gè)線程插入8個(gè)線程插入TB00ST.STM緣IMO.STMTB00ST.STM麟IMO.STM薰250200150100500成完時(shí)間
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