并行程序近些年來的興起在提升性能的同時,也給程序的編寫,開發(fā)和維護提出了新的問題,多線程程序在執(zhí)行過程中,線程之間圍繞共享資源廣泛存在著數據,同步操作之間的競爭和相互干擾,由此引發(fā)的多線程程序的不確定性成為了國內外學術界的研究重點。由于不確定性的出現,使得多線程程序在開發(fā)、維護、容錯和安全方面出現了困難。為了解決這些困難,確定性技術應運而生,本文采用確定性技術中的弱確定性技術,從線程同步競爭的方面進行研究,通過劃分線程運行階段,將線程的運行過程分為并行與串行兩部分,在并行階段線程之間互不干擾,并行執(zhí)行;串行階段線程按照獲取令牌的順序依次進入,向內存提交運行結果,避免了線程在同步點順序不同而導致的不確定性。同時將線程間內存相互隔離,避免了線程之間的數據競爭。首先,本文采用了弱確定性思想,針對線程之間的同步競爭進行研究,為線程執(zhí)行設置事務的概念,在同步點設置柵欄并設立令牌隊列,讓線程在到達同步點之后按照令牌的順序進入串行提交階段,避免因為同步競爭而出現的不確定性。為解決產生不確定性的另一個因素數據競爭,將線程之間原本共享的內存資源進行隔離,避免線程之間相互傳遞數據,所有的提交操作都必須在獲... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

確定性技術分類圖

IRR)塊和 HIR(High IRR)塊避免某些線程惡意搶占緩存空間。MP(ChipMulti-processor)系統中，為了避免線程之間搶占共享資源，區(qū)的思想，靜態(tài)分區(qū)雖然為每個線程分配同樣的緩存資源，但是不同同一個線程在不同時刻所需要的資源大小都不相同，因此近年來學的把研究放在動態(tài)分配策略上，LIRS 也是基于這種思想。Hsu[24]等根據目標不同，提出了三種調度策略：由爭奪共享資源的調度策略 capitalist；取最大系統吞吐量的調度策略 utilitarian；系統公平性為目標的調度策略 communist。三種調度策略在實現時各有利弊，目前還沒有出現一個調度策略能同情況。但是若想制定動態(tài)緩存分區(qū)策略就必須要獲取線程信息，因取訪存行為特征的硬件，目前大多數商用處理器使用的都是訪存監(jiān)monitor,MON)，然后通過訪存監(jiān)控器獲取信息并制定策略，SuhG[2緩存分區(qū)框架如圖 1-2 所示。

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文為了實現線程的弱確定性結構，就需要在線程基本結構上進行修改。如 1.3.述為了提升確定性系統的性能，一種基于線程同步順序的技術被提出，也就是定性技術，為了保證線程在同步點的執(zhí)行，本文引入了令牌(token)的概念，作程到達同步點之后繼續(xù)執(zhí)行的許可。在實現確定性線程控制時，首先要對線程進行初始化狀態(tài)設置，設定狀態(tài)信息初始化狀態(tài)、保護狀態(tài)、子線程數量、持有鎖的數量和是否持有令牌等信息，內部結構圖如圖 2-1 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]基于局部性定量分析模型的自適應替換算法LA-LRFU[J]. 韓永,姚念民,蔡紹濱.  計算機學報. 2014(07)
[4]片上多核處理器共享資源分配與調度策略研究綜述[J]. 王磊,劉道福,陳云霽,陳天石,李玲.  計算機研究與發(fā)展. 2013(10)
[5]基于多核處理器的動態(tài)共享緩存分配算法[J]. 周本海,喬建忠,林樹寬.  東北大學學報(自然科學版). 2011(01)

博士論文
[1]面向多線程程序的確定性并行關鍵技術研究[D]. 陳沉.國防科學技術大學 2015



本文編號：2920631