[发明专利]一种基于截止时间的具有容错能力的云计算任务流调度方法

权利要求书

1.一种基于截止时间的具有容错能力的云计算任务流调度方法，用于实现目标应用中各个子任务在云计算环境下各个虚拟机上的调度，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.根据各个子任务之间的数据依赖关系，针对所有子任务，构建有向无环图，并获得其中各条关键路径，以及确认位于关键路径上的各个节点，然后进入步骤B；

步骤B.以出口任务位于第一层作为依据，分别针对其余各个子任务，根据有向无环图，获得子任务到出口任务路径上的最大边数，作为该子任务所在的层数，进而获得各个子任务分别所在的层数，实现针对所有子任务的分层，然后进入步骤C；

步骤C.基于有向无环图，根据目标应用的截止时间，分别获得各层所对应的截止时间，然后进入步骤D；

上述步骤C包括如下步骤：

步骤C1.基于有向无环图，由入口任务开始，按预设规则顺序，依次针对各个子任务由1开始顺序编号，然后进入步骤C2；

步骤C2.计算获得所有子任务编号之和L_weight，并根据目标应用的截止时间deadline，按如下公式：

获得截止时间分配因子DF，然后进入步骤C3；

步骤C3.分别针对各层，获得层中各个子任务编号之和，作为该层的宽度，然后分别针对各层，根据如下公式：

deadline_l＝DF×weight_l

分别获得各层的截止时间deadline_l，其中，l∈{1、…、L}，L表示总层数，deadline_l表示第l层的截止时间，weight_l表示第l层的宽度，然后进入步骤D；

步骤D.计算获得目标应用中所有子任务的最早开始时间，并进入步骤E；

步骤E.选择有向无环图中入度为零的各个节点分别所对应的子任务，构建待选子任务序列，并在有向无环图中删除该各个子任务分别所对应的节点，更新有向无环图，然后进入步骤F；

步骤F.根据所有子任务的最早开始时间，按各个子任务的开始时间顺序，以及关键路径上节点所对应子任务优先于非关键路径上节点所对应子任务原则，针对待选子任务序列中的各个子任务进行排序，更新待选子任务序列，然后进入步骤G；

步骤G.由待选子任务序列中依序选择第一个子任务，作为当前处理子任务，在待选子任务序列中删除该子任务，获得当前处理子任务分别对应云计算环境下各个虚拟机的实际完成时间，然后进入步骤H；

步骤H.在小于当前处理子任务所在分层截止时间的各个实际完成时间中，选择最小实际完成时间所对应的虚拟机，将当前处理子任务分配至该虚拟机上进行执行，然后进入步骤I；

步骤I.判断待选子任务序列是否为空，是则进入步骤J；否则返回步骤G；

步骤J.判断有向无环图中是否存在节点，是则返回步骤E；否则针对目标应用中各个子任务实现在云计算环境下各个虚拟机上的调度方法结束。

2.根据权利要求1所述一种基于截止时间的具有容错能力的云计算任务流调度方法，其特征在于，所述步骤B中，以出口任务位于第一层作为依据，分别针对其余各个子任务，根据有向无环图，按如下公式：

获得子任务到出口任务路径上的最大边数，作为该子任务所在的层数，进而获得各个子任务分别所在的层数，实现针对所有子任务的分层；其中，N(i)表示第i个子任务到出口任务路径上的最大边数，succ(i)表示第i个子任务的后继子任务集合，N(j)表示第j个子任务到出口任务路径上的最大边数。

3.根据权利要求1所述一种基于截止时间的具有容错能力的云计算任务流调度方法，其特征在于：所述步骤G中，针对当前处理子任务，根据如下公式：

实际完成时间＝(当前处理子任务所对应指令数/虚拟机CPU频率)*(1-虚拟机故障率)+1.5*(当前处理子任务所对应指令数/虚拟机CPU频率)*虚拟机故障率

获得当前处理子任务分别对应云计算环境下各个虚拟机的实际完成时间。