[發(fā)明專利]基于持久存儲(chǔ)既有計(jì)算結(jié)果來(lái)加速程序計(jì)算的方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210496533.4
• 申請(qǐng)日: 2012-11-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103019705A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李旭東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南開(kāi)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F9/44
• 分類(lèi)號(hào): G06F9/44
• 代理公司: 天津佳盟知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)領(lǐng)域，主要關(guān)注提高程序計(jì)算的執(zhí)行效率。

背景技術(shù)

目前提高程序計(jì)算的執(zhí)行效率主要有兩類(lèi)手段，一類(lèi)是提高計(jì)算機(jī)硬件CPU的處理能力；另外一類(lèi)是提高程序本身的并發(fā)執(zhí)行度。本發(fā)明則從單個(gè)程序單次運(yùn)行中多次調(diào)用同一個(gè)函數(shù)及相同參數(shù)值、多個(gè)程序單次運(yùn)行中多次調(diào)用同一個(gè)函數(shù)及相同參數(shù)值、程序的多次執(zhí)行中多次調(diào)用同一個(gè)函數(shù)及相同參數(shù)值，因此有效減少重復(fù)計(jì)算次數(shù)將會(huì)有效地提高程序計(jì)算的執(zhí)行效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是為了提高程序計(jì)算的執(zhí)行效率，提供一種基于持久存儲(chǔ)既有計(jì)算結(jié)果來(lái)加速程序計(jì)算的方法及系統(tǒng)。

基于持久存儲(chǔ)既有計(jì)算結(jié)果來(lái)加速程序計(jì)算的方法包括：設(shè)定所要監(jiān)控的函數(shù)；動(dòng)態(tài)監(jiān)控受監(jiān)控函數(shù)的執(zhí)行實(shí)例；若受監(jiān)控函數(shù)實(shí)例未運(yùn)行過(guò)，則直接執(zhí)行受監(jiān)控函數(shù)代碼，并將受監(jiān)控函數(shù)執(zhí)行實(shí)例的執(zhí)行結(jié)果存儲(chǔ)在持久存儲(chǔ)設(shè)備中；若受監(jiān)控函數(shù)實(shí)例已運(yùn)行過(guò)，則直接從持久存儲(chǔ)設(shè)備中將受監(jiān)控函數(shù)執(zhí)行實(shí)例的執(zhí)行結(jié)果取出來(lái)，作為本次受控函數(shù)執(zhí)行實(shí)例的結(jié)果。

基于持久存儲(chǔ)既有計(jì)算結(jié)果來(lái)加速程序計(jì)算的方法，包括具體步驟如下：

第1、設(shè)定所要監(jiān)控的函數(shù)；

第2、獲取受監(jiān)控函數(shù)集合到內(nèi)存；

第3、加載待運(yùn)行程序到內(nèi)存；

第4、掃描待運(yùn)行程序并針對(duì)受監(jiān)控函數(shù)增加監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼；

第5、執(zhí)行程序，直到執(zhí)行到調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)點(diǎn)和程序結(jié)束點(diǎn)中的任意一個(gè)條件；

第6、若運(yùn)程程序運(yùn)行到程序結(jié)束點(diǎn)，則執(zhí)行步驟14；

第7、若運(yùn)行程序執(zhí)行到調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)點(diǎn)處，則調(diào)用監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼，即執(zhí)行步驟8；

第8、監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼從持久存儲(chǔ)設(shè)備讀取并檢索是否存在受監(jiān)控函數(shù)及參數(shù)的歷史執(zhí)行結(jié)果，若存在受監(jiān)控函數(shù)及參數(shù)的歷史執(zhí)行結(jié)果，則執(zhí)行步驟9；否則執(zhí)行步驟11；

第9、監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼獲取受監(jiān)控函數(shù)及參數(shù)的歷史執(zhí)行結(jié)果，并賦給當(dāng)前受監(jiān)控函數(shù)的調(diào)用者；

第10、跳過(guò)對(duì)受監(jiān)控函數(shù)實(shí)例的執(zhí)行，進(jìn)一步執(zhí)行步驟13；

第11、因?yàn)椴淮嬖谑鼙O(jiān)控函數(shù)及參數(shù)的歷史執(zhí)行結(jié)果，因此直接執(zhí)行受監(jiān)控函數(shù)實(shí)例，獲取執(zhí)行結(jié)果，并賦給當(dāng)前受監(jiān)控函數(shù)的調(diào)用者；

第12、將當(dāng)前受監(jiān)控函數(shù)執(zhí)行實(shí)例的參數(shù)及執(zhí)行結(jié)果存儲(chǔ)在持久存儲(chǔ)設(shè)備中；

第13、繼續(xù)執(zhí)行程序，執(zhí)行步驟5；

第14、程序執(zhí)行結(jié)束。

其中，第1步驟所述的“設(shè)定所要監(jiān)控的函數(shù)”，是在操作系統(tǒng)運(yùn)行下，任意時(shí)間可以動(dòng)態(tài)設(shè)定所要監(jiān)控的函數(shù)，包括增加新的監(jiān)控函數(shù)、刪除已有的監(jiān)控函數(shù)。所有受監(jiān)控的函數(shù)統(tǒng)稱為“受監(jiān)控函數(shù)集合”。每一個(gè)受監(jiān)控函數(shù)的基本信息包括函數(shù)唯一索引號(hào)、函數(shù)名、參數(shù)個(gè)數(shù)、{參數(shù)名、參數(shù)類(lèi)型}序列表、函數(shù)執(zhí)行結(jié)果的有效時(shí)間，其中函數(shù)的返回值屬于函數(shù)參數(shù)。

第4步驟所述的“掃描待運(yùn)行程序，針對(duì)受監(jiān)控函數(shù)增加監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼”中，掃描待運(yùn)行程序既可以是掃描待運(yùn)行程序的源程序，也可以是掃描待運(yùn)行程序的二進(jìn)制程序代碼，二進(jìn)制程序代碼也包括由Java、C#等源代碼生成的中間代碼。

掃描待運(yùn)行程序的源程序并增加監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼的方法為：首先增加一個(gè)與受監(jiān)控函數(shù)對(duì)應(yīng)的監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼，監(jiān)控鉤子函數(shù)與受監(jiān)控函數(shù)的函數(shù)聲明相同，監(jiān)控鉤子函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼流程為本發(fā)明方法中的第7至13步驟；最后將待運(yùn)行程序源代碼中所有調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的語(yǔ)句改為調(diào)用監(jiān)控鉤子函數(shù)語(yǔ)句，其中監(jiān)控鉤子函數(shù)中調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的語(yǔ)句除外。

掃描待運(yùn)行程序的二進(jìn)制程序代碼并增加監(jiān)控鉤子函數(shù)代碼的方法有兩種。第1種方法為：首先創(chuàng)建與受監(jiān)控函數(shù)的函數(shù)聲明相同的監(jiān)控鉤子函數(shù)，并動(dòng)態(tài)加載到運(yùn)行程序的內(nèi)存空間中，監(jiān)控鉤子函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼流程為本發(fā)明方法中的第7至13步驟；最后將將運(yùn)行程序中所有調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的調(diào)用指令作修改，用監(jiān)控鉤子函數(shù)的函數(shù)地址替換受監(jiān)控函數(shù)的函數(shù)地址，其中監(jiān)控鉤子函數(shù)中調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的語(yǔ)句除外。第2種方法為：首先創(chuàng)建與受監(jiān)控函數(shù)的函數(shù)聲明相同的監(jiān)控鉤子函數(shù)，并動(dòng)態(tài)加載到運(yùn)行程序的內(nèi)存空間中，監(jiān)控鉤子函數(shù)的實(shí)現(xiàn)代碼流程為本發(fā)明方法中的第7至13步驟；運(yùn)行程序執(zhí)行過(guò)程中，掃描指令序列，當(dāng)發(fā)現(xiàn)將要調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的指令時(shí)，直接改為調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的監(jiān)控鉤子函數(shù)，其中監(jiān)控鉤子函數(shù)中調(diào)用受監(jiān)控函數(shù)的語(yǔ)句除外。