[发明专利]用于分布式共享存储的任务同步方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及分布式共享存储领域，尤其涉及一种用于分布式共享存储的任务同步方法、装置及系统。

背景技术

当前，并行计算机的存储结构可以大致分为：共享存储结构、分布式存储结构。在共享存储结构中，所有处理器都有一致访问的全局物理内存，支持全局共享变量的编程模型。其编程简单，但受到共享内存带宽等的限制，扩展性较差。在分布式存储结构中，许多独立的有本地存储的计算节点通过高速网络互联，每个计算节点有单独的地址空间。计算节点间通过显式的消息传递使各个计算节点所执行的任务之间进行通信。其中，任务是系统进行资源分配和调度执行的基本单位，包含数据和对数据的操作序列。多个任务可以相互配合、并发执行，从而共同实现特定功能。分布式存储结构的扩展性能好，但由于需考虑数据分配和消息的传递，其程序设计较困难。

DSM(Distributed Shared Memory，分布式共享存储)结构，在物理存储分散的系统上通过硬件或软件实现了逻辑上的共享存储。在DSM中特别是通过软件实现的DSM中，底层的消息传递机制对用户掩盖起来，允许用户以共享存储方式进行并行程序设计。由于分布式共享存储系统既具有共享存储系统易于编程的优点，又保留了分布式存储系统的可扩展性，因而是大规模并行计算系统的一种重要形式。在DSM系统中，当存在多个任务(例如多个进程或者线程)共同实现特定的功能，且各任务之间存在前后制约关系、需要遵守某种顺序约束时，各任务的执行需要同步。因此，如何实现任务的同步，是并行程序设计必须要解决的关键问题。

现有技术中的锁、信号量、管程等同步手段仅适用于具有公共存储区的单机环境。现有技术中的基于消息传递编程模式的路障同步法，即在参与路障同步的每个任务的程序中彼此必须等待的位置设置一个障碍点，当某任务执行到障碍点时暂停，等待所有任务都执行到这个障碍点后，该任务才能继续运行。显式的消息传递编程要求程序员关心数据的划分和任务间的通信，因此在解决数据依赖和预防死锁方面花费大量力气，容易出错。

发明内容

本发明实施例提供一种用于分布式共享存储的任务同步方法、装置及系统，能够简化程序设计同时提升系统的处理性能。本发明提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供一种用于分布式共享存储的任务同步方法，包括：

创建所述第一任务的内存空间快照和所述第二任务的同步观察区，所述第二任务的同步观察区包括所述第二任务的同步变量的内存地址，所述同步变量为待同步的任务实现同步所必需的参数；

将所述第一任务分配给第一计算节点执行；

在所述第一任务执行结束后，更新所述第一任务的内存空间快照和所述第一任务的内存空间快照对应的内存空间；

如果所述第二任务的同步变量被所述第一任务更新，使所述第二任务根据所述第二任务的同步观察区中的同步变量的内存地址获知所述第二任务的同步变量，并将所述第二任务分配给第二计算节点，以使所述第二任务随所述第二任务的同步变量的更新而同步执行。

另一方面，本发明实施例提供一种用于分布式共享存储的任务同步装置，包括：

创建单元，用于创建第一任务的内存空间快照和第二任务的同步观察区，所述第二任务的同步观察区包括所述第二任务的同步变量的内存地址，所述同步变量为待同步的任务实现同步所必需的参数；

更新单元，用于将所述第一任务分配给第一计算节点执行，并在所述第一任务执行结束后更新所述第一任务的内存空间快照和所述第一任务的内存空间快照对应的内存空间；

同步单元，用于当所述第二任务的同步变量被所述第一任务更新时，使所述第二任务根据所述第二任务的同步观察区中的同步变量的内存地址获知所述第二任务的同步变量，并将所述第二任务分配给第二计算节点，以使所述第二任务随所述第二任务的同步变量的更新而同步执行。

另一方面，本发明实施例提供一种分布式共享存储系统，包括第一计算节点、第二计算节点以及本发明实施例提供的用于分布式共享存储的任务同步装置；所述用于分布式共享存储的任务同步装置位于所述第一计算节点内，或者位于所述第二计算节点内，或者分别与所述第一计算节点和所述第二计算节点相连，用于将所述第一计算节点与所述第二计算节点中的需要同步的任务进行同步。