[發明專利]一種基于多核平臺的多任務開發模型及其方法

有效

• 申請號: 201811080482.0
• 申請日: 2018-09-17
• 公開（公告）號: CN109189580B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 羅佳;許澤文
• 申請（專利權）人: 武漢虹旭信息技術有限責任公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/54
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所(普通合伙) 42001
• 代理人: 黃瑞棠

本發明公開了一種基于多核平臺的多任務開發模型及其方法，涉及海量數據處理領域。本模型包括任務管理模塊（10）、消息管理模塊（20）、內存管理模塊（30）、定時器管理模塊（40）和業務層（50）；其交互關系是：任務管理模塊（10）分別與消息管理模塊（20）、內存管理模塊（30）和業務層（50）交互；任務管理模塊（10）、定時器管理模塊（40）和消息管理模塊（20）依次循環交互。本發明具有①一致性；②可拓展性；③高效性；④安全性；⑤可復用性；⑥靈活性。本發明對影響數據處理性能的因素進行針對性優化，提高程序的處理效率，同時對于不同的業務需求可以快速地進行復用，降低開發難度減少開發周期。

技術領域

本發明涉及海量數據處理領域，尤其涉及一種基于多核平臺的多任務開發模型及其方法。

背景技術

海量數據處理平臺通常對系統的處理性能要求較高，需要快速高效的處理網絡數據。隨著技術的發展，硬件的處理性能越來越高，多核平臺以及大容量內存等資源極大地提高到了海量數據處理的效率，而系統處理的瓶頸逐漸向處理軟件傾斜。

從軟件處理的角度，系統的處理性能往往隨著處理流量的增大以及處理流程的增多導致性能快速降低。導致性能降低的原因很多，從系統調用和線程切換開銷的角度，其原因包含如下幾點：①多線程處理性能并非與線程數量成線性關系，同時線程間高頻率切換所帶來的開銷會導致處理性能的降低；②系統中斷0x80以及用戶態和內核態的切換存在一定的開銷，頻繁的系統調用帶來的影響尤其明顯；③多線程之間進行頻繁交互，海量消息收發策略的不完善導致性能降低；④未充分利用多核平臺的CPU資源。故需要針對這些瓶頸點，進行相應的性能優化，以實現海量數據的高效處理。

發明內容

本發明的目的就在于針對海量數據處理領域，通過對影響系統處理性能的主要點如線程數量、線程切換、系統調用、線程交互及資源利用等多個方面在用戶層面進行優化，提供一種基于多核平臺的多任務開發模型及其方法。

本發明的目的技術方案是：

通過任務管理模塊提供一種靈活的任務執行模式，根據業務層中具體的任務屬性和數量，創建最低數量的線程集合即生產線集合，掛載任務并在不同的CPU邏輯核上執行；通過制定消息的批量收發策略，來提高任務的執行效率，為任務之間的交互高效的服務；通過內存的預先分配和內存池的分級管理，為業務層按需快速高效的分配內存，其中不同內存池的內存分配和釋放可以并行進行；同時還提供安全檢查機制，便于異常問題的發現；通過以單個系統定時器為基礎創建用戶層時鐘，對定時器進行分級管理，循環掃描，高級向低級不斷遷移的方式滿足用戶對定時器的大量需求；該模型中的業務層與其他支撐模塊耦合度低，可以靈活地進行設計，開發復雜度降低。

具體地說：

一、一種基于多核平臺的多任務開發模型(簡稱模型)

包括任務管理模塊、消息管理模塊、內存管理模塊、定時器管理模塊和業務層；

其交互關系是：

任務管理模塊分別與消息管理模塊、內存管理模塊和業務層交互；

任務管理模塊、定時器管理模塊和消息管理模塊依次循環交互。

二、基于多核平臺的多任務開發方法(簡稱方法)

本方法包括下列步驟：

①業務層通過任務管理模塊提供的接口，對內存管理模塊和定時器管理模塊進行初始化，即內存池集合的創建以及定時器管理結構的初始化；

同時，業務層根據開發需求制定任務塊，并在任務管理模塊中進行注冊，任務注冊時需指定待掛載的生產線及用于生產線綁定的CPU邏輯核編號；