本世紀(jì)初,摩爾定律的失效加速了多核處理器的問世和不斷普及,硬件并行化的發(fā)展反過來也推動(dòng)了工業(yè)界對軟件并發(fā)性的研究。軟件內(nèi)存事務(wù)是用軟件的方法對內(nèi)存操作進(jìn)行封裝,以事務(wù)的原子性與隔離型來保證并行程序執(zhí)行邏輯的一種方法。較之于傳統(tǒng)上基于互斥鎖的多線程編程方法,軟件內(nèi)存事務(wù)具有編程接口易用,不產(chǎn)生死鎖等優(yōu)點(diǎn)。軟件內(nèi)存事務(wù)主要可分為基于鎖的實(shí)現(xiàn)和無鎖的實(shí)現(xiàn),本文分別詳細(xì)介紹了兩大類中的幾個(gè)典型實(shí)現(xiàn),并對它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析和比較。經(jīng)過研究我們發(fā)現(xiàn),現(xiàn)實(shí)中的程序運(yùn)行壓力并不是恒定不變的,尤其對服務(wù)器程序而言,其處理壓力往往會在短時(shí)內(nèi)出現(xiàn)劇烈波動(dòng)。我們還發(fā)現(xiàn),能夠使軟件內(nèi)存事務(wù)的性能達(dá)到最優(yōu)化的參數(shù)往往取決于目標(biāo)狀態(tài)的運(yùn)行時(shí)壓力,如寫入型事務(wù)占事務(wù)總數(shù)的比例,在內(nèi)存地址上的訪問競爭度等。在現(xiàn)有的軟件內(nèi)存事務(wù)的實(shí)現(xiàn)中普遍缺乏對運(yùn)行時(shí)壓力變化做出反應(yīng)和調(diào)整的機(jī)制,于是我們提出了一種基于運(yùn)行時(shí)壓力檢測和動(dòng)態(tài)策略調(diào)整的軟件內(nèi)存事務(wù)實(shí)現(xiàn):PA-TinySTM。PA-TinySTM主要由壓力探測前端,動(dòng)態(tài)調(diào)整模塊,TinySTM主體和反饋信息處理后端四大部分組成。壓力探測前端在事務(wù)進(jìn)入執(zhí)行前對事務(wù)執(zhí)行速... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

HybridTM中撤銷事務(wù)的操作混合型內(nèi)存事務(wù)的一種簡單實(shí)現(xiàn)框架，是強(qiáng)制所有處于活動(dòng)狀態(tài)的事務(wù)在系

14圖 1-2 TxFlash 結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1-1 所示是 TxFlash 設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)示意圖。控制器 Controller 的作行邏輯并保證事務(wù)的原子性，隔離性和狀態(tài)恢復(fù)。實(shí)際數(shù)據(jù)和控制元數(shù)據(jù) Flash 包中[12]。與硬盤類似，基于 NAND Flash 芯片設(shè)計(jì)的 SSD 提供了永久性的數(shù)據(jù)存。但與硬盤不同的是，F(xiàn)lash 芯片沒有塊移動(dòng)的機(jī)制，因此具有和硬盤截然性能特性。單個(gè) SSD 由連接在同一個(gè)控制器上的 Flash 包組成，控制器使態(tài)內(nèi)存來緩存 IO 請求和維護(hù)內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Flash 包由多個(gè) Flash 面（Plane，每個(gè) Flash 面由上千個(gè)塊（Block）組成。在 Flash 塊的內(nèi)部，由許多 4K的頁面組成。除了數(shù)據(jù)塊之外，F(xiàn)lash 頁面上還有獨(dú)立的元數(shù)據(jù)塊，對每個(gè)小的頁面，都有一塊對應(yīng)的 128 字節(jié)元數(shù)據(jù)用作校驗(yàn)和和錯(cuò)誤校對。Flash

FSTM 事務(wù)首先取得其所有已用可寫模式打開打開過程中遵循一定的順序（通常是基于虛擬地址空間的排中使用原子的 Compare-and-Swap 指令，每執(zhí)行一條 CAS針置換為指向當(dāng)前事務(wù)描述符的指針，該指針的最低位用一個(gè)并發(fā)對象還是一個(gè)事務(wù)描述符。如果有競爭訪問存在A）在獲取并發(fā)對象時(shí)會發(fā)現(xiàn)對象頭中該指針指向了另一并）的描述符，這時(shí)，遞歸互助策略會驅(qū)使 A 幫助 B 提交完在于該互助策略不會陷入循環(huán)鏈而死鎖。圖 2-5 所示是 FSTM 的基本結(jié)構(gòu)組成。在成功的完成獲取操作階段(Acquire Phase)后，事務(wù)會自動(dòng)其只讀列表中對該對象進(jìn)行驗(yàn)證，這一過程也是利用原子的校驗(yàn)過程包括以下幾個(gè)步驟：確認(rèn)對象頭指針仍然指向?qū)D 2-5 FSTM 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種基于目錄的軟件事務(wù)性內(nèi)存實(shí)現(xiàn)算法[J]. 張小強(qiáng),彭林,彭元喜,謝倫國.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2008(09)
[2]OpenCMP:一個(gè)支持事務(wù)存儲模型的多核處理器模擬器[J]. 何裕南,安虹,郭銳,梁博.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2007(01)



本文編號：2996940