[發(fā)明專利]一種遠程并行程序調(diào)試系統(tǒng)中基于樹形的消息聚集方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010524824.0
• 申請日: 2010-10-27
• 公開（公告）號: CN102023920A
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發(fā)明（設計）人: 伍衛(wèi)國;樊源泉;趙海祥;王恩東;公維鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安交通大學;浪潮（北京）電子信息產(chǎn)業(yè)有限公司
• 主分類號: G06F11/36
• 分類號: G06F11/36;G06F9/46
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計算機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種遠程并行程序調(diào)試系統(tǒng)中基于樹形的消息聚集方法。

背景技術(shù)

在并行程序調(diào)試過程中，數(shù)據(jù)傳輸密集，客戶端與調(diào)試系統(tǒng)之間的通信量會跟隨調(diào)試進程數(shù)目的增加而增大，當調(diào)試進程數(shù)目達到成百上千后，對于基于客戶端/服務器模式的遠程調(diào)試系統(tǒng)來說，需要傳遞巨量的消息，這些巨量消息的傳遞會嚴重影響系統(tǒng)的響應速度，因此，合理的對消息進行聚集，減少網(wǎng)絡通信量，縮短系統(tǒng)的響應時間，是在遠程并行調(diào)試系統(tǒng)開發(fā)過程中需要解決的主要問題。目前，針對并行調(diào)試系統(tǒng)中消息聚集的方法主要有度大小固定的樹形消息聚集方法。度大小固定的樹形消息聚集方法基于樹形消息收集框架，框架中每個葉子都駐留一個并行程序的調(diào)試進程，各個調(diào)試進程獨立運行，輸出的調(diào)試數(shù)據(jù)由基于樹形的調(diào)試框架中的聚集器收集打包成消息，聚集器按照自底向上的順序，依次收集消息，最終匯總到根聚集器，其中聚集器的度固定，每個聚集器收集其孩子的輸出消息。首先位于樹形調(diào)試架構(gòu)中最底層的聚集器對調(diào)試進程輸出的結(jié)果數(shù)據(jù)進行分類，并用一個標記來標識每類數(shù)據(jù)來源，被標記的數(shù)據(jù)按聚集算法收集打包成消息，當達到容量或超時時，則將打包好的消息向樹形調(diào)試框架中該聚集器父親結(jié)點的聚集器發(fā)送。該方法把輸出的消息分為三類：數(shù)據(jù)部分完全相同的消息(Type1)；除了數(shù)據(jù)部分不同外其他部分相同的消息(Type2)；數(shù)據(jù)部分完全不同的消息(Type3)。聚集算法的主要思想是：對于Type1，多個調(diào)試進程輸出的結(jié)果數(shù)據(jù)，經(jīng)過聚集操作，成為一條結(jié)果消息；對于Type2，按照min/max對來表示數(shù)據(jù)，但只表示范圍；對于Type3，不對數(shù)據(jù)表示做處理，直接傳遞消息。此方法中樹形調(diào)試框架的度固定為8，每個調(diào)試進程分別被綁定到葉子，根結(jié)點和分支結(jié)點不參與調(diào)試，只負責調(diào)試結(jié)果數(shù)據(jù)的收集和調(diào)試命令的轉(zhuǎn)發(fā)。但該方法不能保證同一個調(diào)試進程集中的所有進程被分配到同一棵最小子樹中，增加了同一進程集中，位于不同子樹中的調(diào)試進程產(chǎn)生的調(diào)試結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量，從而增加了并行調(diào)試系統(tǒng)的通信量。該方法提出的消息聚集方法中，如果兩則消息中的數(shù)據(jù)存在很大程度不同，但又有相似的部分，則視為Type3消息，但在實際情況中還可以對這種消息類型進行處理，找出其中相同的數(shù)據(jù)部分進行聚集，從而減少系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸量和系統(tǒng)的響應時間，提高調(diào)試的效率。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述技術(shù)中存在的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種遠程并行程序調(diào)試系統(tǒng)中基于樹形的消息聚集方法，本方法是在樹形調(diào)試模型的基礎(chǔ)之上，對調(diào)試進程集中各個進程的分布進行優(yōu)化，同一個進程集中的調(diào)試進程優(yōu)先分布在樹形調(diào)試框架的同一棵子樹中，另外在樹形調(diào)試框架中除根結(jié)點和葉子外的中間結(jié)點同時也綁定串行調(diào)試器gdb，以提高系統(tǒng)的并發(fā)性，同時把gdb調(diào)試進程返回的結(jié)果數(shù)據(jù)分成四類，分別采用四種方法進行聚集，從而能有效地減小消息的大小，減少并行調(diào)試系統(tǒng)的通信量，具有系統(tǒng)通信次數(shù)少、響應時間短等優(yōu)點。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種遠程并行程序調(diào)試系統(tǒng)中基于樹形的消息聚集方法，包括以下步驟：

第一步，構(gòu)造樹形的調(diào)試框架，根據(jù)調(diào)試進程數(shù)n，其中n的取值為：1≤n，構(gòu)造一棵n+1個結(jié)點的樹，樹的度可以手動設置為c，其中c的取值為：1≤c≤n，按照從0到n-1的順序依次為每個調(diào)試進程分配一個消息傳遞接口MPI的唯一編號rank，把進程編號rank值為n+1的結(jié)點設置為樹形調(diào)試框架的根結(jié)點，即根控制器MainController所在的結(jié)點，把位于同一個調(diào)試進程集的待調(diào)試進程分配到樹形調(diào)試框架中同一個子樹中，樹形調(diào)試框架中除去根結(jié)點和葉子外的每個結(jié)點構(gòu)成中間控制器MidController，其中每個結(jié)點的度為r，r的取值為：1≤r≤c，子結(jié)點即葉子控制器LeafController只接收調(diào)試命令并負責并行程序的調(diào)試信息收集，然后求出樹形調(diào)試框架中每個結(jié)點的父親、孩子和子孫結(jié)點的進程編號rank，分別將其存放于父結(jié)點parent、孩子結(jié)點children和后代結(jié)點descendents的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，最后為樹形調(diào)試框架中除根結(jié)點外的每個結(jié)點啟動一個串行g(shù)db調(diào)試進程，而根結(jié)點只負責調(diào)試命令的轉(zhuǎn)發(fā)和調(diào)試結(jié)果消息的接收聚集；