[发明专利]一种可最大化任务吞吐量的服务器软件再生方法

说明书

技术领域

本发明属于计算机领域软件再生方法，具体涉及一种可最大化任务吞吐量的服务器软件再生方法。

背景技术

近十年来，“软件老化”(software aging)这一现象，即软件系统的状态随着时间推移，其性能逐渐降低的情形，在IT界受到广泛关注。其原因有诸如系统资源的耗损诸如内存泄漏、未释放锁、线程未终止、存储空间的碎片、数据不纯、数值误差的累加等等。最终，它可能导致性能的极端退化、安全度降低甚至瞬间的当机或崩溃。任何复杂的软件系统，特别是需要长时间运行的软件系统，如web服务器，航空探测系统，军事监控系统等，都有可能出现“老化”的现象。

最有效的对抗软件老化的方法是Huang等提出的软件再生(softwarerejuvenation)技术([1]Y.Huang，C.Kintala，N.Kolettis，andN.D.Fulton，Software rejuvenation：Analysis，module andapplications.1995)。软件再生通常包括间或地暂停软件运行，并通过垃圾回收、磁盘碎片整理、清理内核和文件服务表等方法来“清理”它的内部状态或者运行环境，然后重新启动软件。软件再生技术已被应用到各种长途通信系统，web服务器系统，集群系统，以及其它的一些高可靠的和高安全需求的系统。

应用软件再生技术有两种方法：基于模型分析的方法和基于测量的方法。第一种方法使用了系统的分析建模，假设了一些软件系统状态转移的分布和相关参数，通过构建并分析随机模型来决定最佳的再生进度，使得可靠性或可用性最大化，或者当机/崩溃的时间代价最小化。Huang等使用了连续时间马尔科夫链(CTMC)来构造软件再生的模型([1]Y.Huang，C.Kintala，N.Kolettis，and N.D.Fulton，Software rejuvenation：Analysis，module and applications.1995)。Garg等考虑了软件老化的状态无法被观测的情况，使用了马尔科夫随机再生petri网(MRSPN)构造软件再生模型([2]S.Garg，A.Puliafito，M.Telek，and K.Trivedi，Analysis of software rejuvenation using markov regenerativestochastic petri net，Proceedings of the sixth Internationalsymposium on software reliability engineering.1995)。而Dohi等则使用了半马尔科夫过程(SMP)闭式表达式来构造软件再生模型([3]T.Dohi，K.Goseva，and K.Trivedi，statistical non-parametricalgorithms to estimate the optimal software rejuvenation schedule，Proceedings of pacific rim international symposium on dependablecomputing，2000)。另一方面，基于测量的方法则通过收集和分析系统数据在不同系统中探测和确认软件的老化，然后量化软件老化在系统资源中的影响。目前主要有三种技术：Garg等使用了基于时间而与工作负载无关的软件老化估计([4]S.Garg，A.van Moorsel，K.Vaidyanathan，andK.Trivedi，A methodology for detection and estimation of softwareaging，Proceedings of the 9the international symposium on softwarereliability engineering，1998)；Vaidyanathan和Trivedi则考虑了工作负载([5]K.Vaidyanathan and K.S.Trivedi，A measurement-basedmodel for estimation of resource exhaustion in operational softwaresystems，Proceedings of 10^thIEEE international symposium onsoftware reliability engineering，1999)；Li等则使用了ARMA/ARX模型来验证web服务器上软件老化的出现([6]L.Li，K.Vaidyanathan，and K.Trivedi，An approach for estimation of software aging in aweb server，Proceedings of the 2002 International symposium onempirical software engineering，2002)。