[发明专利]基于自适应释放的确定性重放方法

权利要求书

1.一种基于自适应释放的确定性重放方法，其特征是，包括以下步骤：

1)并行程序中的每个线程在执行前，将所有的共享页面都设置为不可访问状态；并行程序的线程在缺少共享页面的访问权限而触发页保护异常时会进入共享页面访问权限请求处理模块；

2)线程在共享页面访问权限请求模块中请求获得共享页面的访问权限，若请求成功，则该线程设置该共享页面相应的访问权限，并调用记录重放模块记录本事件，若请求失败，则进入步骤3)；

3)判断当前并行程序的所有线程是否都处于阻塞状态，如果判断结果为是，则调用自适应释放模块并进入步骤4)；若判断结果为否，则再次执行步骤3)；

所述阻塞状态为线程由于缺少共享页面的访问权限或由于执行同步操作而无法继续正常执行的状态；

4)自适应释放模块将引起各线程阻塞的所有共享页面暂存于候选集合，并从候选集合中选出合适的释放线程和被释放共享页面移入待释放集合；

其中，从候选集合中选出合适的释放线程和被释放共享页面移入待释放集合具体包括以下步骤：

S1)由第一个进入阻塞状态的线程为候选集合中每个共享页面计算释放代价；

S2)比较每个共享页面释放代价P(A)的值，将释放代价P(A)值最小的共享页面以及该共享页面的持有线程分别定义为合适的被释放共享页面和释放线程，然后将合适的被释放共享页面和释放线程移入待释放集合；

5)并行程序的所有线程遍历待释放集合来判断自身是否为释放线程，如果判断结果为是，则当前线程主动释放相应的共享页面，并调用记录重放模块记录访问权限的转移情况，如果判断结果为否，则进入步骤6)；

6)当前线程替释放线程释放相应的共享页面，并调用记录重放模块记录释放信息，释放线程在后续执行时取消被释放共享页面的访问权限；

7)通过库函数重载模块确定并行程序中的各线程执行同步操作的顺序，并调用记录重放模块记录该顺序。

2.如权利要求1所述的基于自适应释放的确定性重放方法，其特征是，所述步骤S1)中第一个进入阻塞状态的线程根据以下公式为候选集合中每个共享页面计算释放代价：

其中，P(A)表示共享页面A的释放代价，P_owned表示线程持有共享页面A的时间，P_{wait_header}表示共享页面A的等待队列中队首线程的等待时间，P_history表示持有线程在历史执行过程中请求获得共享页面A的访问权限的时间之和，P_parallel表示并行度，并行度为当前并行程序的所有线程执行时间总和占所有线程执行时间与等待时间总和的比例，所述线程等待时间是指当次页保护异常触发的开始时刻到当前计算时刻之间的时间段，线程执行时间是指线程从最近一次页保护异常处理完毕到当次页保护异常的触发所经历的时间段。

3.如权利要求1所述的基于自适应释放的确定性重放方法，其特征是，所述步骤2)中共享页面访问权限请求模块通过查询CREW协议判断线程是否能够获得共享页面的访问权限。

4.如权利要求1所述的基于自适应释放的确定性重放方法，其特征是，所述记录重放模块包括记录模块和重放模块，所述记录模块用于记录获得共享页面访问权限的顺序、释放共享页面访问权限的顺序和同步操作的执行顺序并生成日志文件；所述重放模块用于使得线程按序单条读取并按序执行日志文件的日志项。

5.如权利要求4所述的基于自适应释放的确定性重放方法，其特征是，线程按序单条读取日志文件的日志项时，对于每一条日志项，每个线程在各重放执行点将该线程与将要执行的操作逐一匹配，如果匹配失败，则阻塞等待直到读取到正确的日志项。