專利名稱：計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存配置方法，特別涉及一種根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)前環(huán)境進(jìn)行內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置的方法。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)內(nèi)存是指CPU能夠直接訪問的存儲(chǔ)器，如R0M(只讀存儲(chǔ)器)、RAM(隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器)、SDRAM(靜態(tài)隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器)等。內(nèi)存作為計(jì)算機(jī)快速讀寫數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)設(shè)備， 在計(jì)算機(jī)程序中應(yīng)用廣泛。與其他外置存儲(chǔ)設(shè)備(如磁盤、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等)相比，內(nèi)存的主要優(yōu)勢(shì)為，讀寫數(shù)據(jù)高于磁盤或其他10(輸入輸出)設(shè)備讀寫速度上千倍，內(nèi)存的主要缺點(diǎn)為，價(jià)格相對(duì)昂貴，且斷電之后數(shù)據(jù)通常會(huì)丟失。
應(yīng)用程序使用內(nèi)存來緩存IO外設(shè)上的數(shù)據(jù)，讓程序運(yùn)行時(shí)能夠直接訪問內(nèi)存，避免額外的IO開銷，達(dá)到大幅度提高程序運(yùn)行速度的目的。例如系統(tǒng)對(duì)文件緩存的管理，具體包括WINDOWS的FAT和NTFS文件系統(tǒng)，或LINUX和EXT2文件系統(tǒng)等。這些文件系統(tǒng)通過緩存文件的數(shù)據(jù)到內(nèi)存中，讓下一次該文件的訪問或修改操作直接在內(nèi)存中完成。由于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不可能配置太多的內(nèi)存，系統(tǒng)對(duì)各種應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)的內(nèi)存資源都有一定限制， 可以是先進(jìn)先出(FIFO)或最后使用最佳(LRU)等內(nèi)存數(shù)據(jù)塊管理方式，確定內(nèi)存使用限制值F，保證準(zhǔn)確限制內(nèi)存的最大使用量。例如殺毒軟件緩存病毒庫特征碼，讓病毒文件掃描時(shí)，特征碼的匹配在內(nèi)存中進(jìn)行。這些特定的內(nèi)存管理方法，根據(jù)內(nèi)存的最大限制，優(yōu)先緩存最頻繁訪問的數(shù)據(jù)，優(yōu)先釋放使用最遙遠(yuǎn)的數(shù)據(jù)。
這些特定的管理方法存在以下兩個(gè)缺點(diǎn)1、無法即時(shí)響應(yīng)環(huán)境變化，當(dāng)用戶的機(jī)器和環(huán)境動(dòng)態(tài)發(fā)生變化時(shí)，這種管理方法不適應(yīng)這個(gè)運(yùn)行環(huán)境。如內(nèi)存大量被消耗，CPU資源緊張時(shí)，這種方法會(huì)導(dǎo)致程序或者整個(gè)系統(tǒng)的性能全面降低。當(dāng)過度空閑資源出現(xiàn)時(shí)，這種方法又因?yàn)樽畲笙拗疲荒軐?shí)時(shí)地?cái)U(kuò)大內(nèi)存使用量，更優(yōu)秀的發(fā)揮系統(tǒng)的性能，浪費(fèi)用戶的時(shí)間；2、這種同一個(gè)管理方法應(yīng)用在眾多不同系統(tǒng)和環(huán)境中，如常見的文件系統(tǒng)緩存機(jī)制，對(duì)于大多數(shù)環(huán)境而言，這種方法兼顧了平均狀況，但是對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)和環(huán)境來說，這種方法的內(nèi)存配置都不是最優(yōu)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題，就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)存配置方法不靈活，不能適應(yīng)系統(tǒng)環(huán)境變化的缺點(diǎn)，提供一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問題，采用的技術(shù)方案是，計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，包括以下步驟
a、創(chuàng)建列表L，記錄程序運(yùn)行時(shí)在不同系統(tǒng)資源W條件下，內(nèi)存使用限制值F和數(shù)據(jù)訪問速率H;
b、獲取當(dāng)前系統(tǒng)W、F和H值填入所述列表L ；
C、在列表L中搜索W值與當(dāng)前系統(tǒng)W值相近的記錄項(xiàng)，把這些記錄項(xiàng)記錄到一個(gè)新的列表L'中；
d、在列表L'中根據(jù)H值進(jìn)行排序，取H值最大的記錄項(xiàng)，并獲取該記錄項(xiàng)的F值；
e、根據(jù)步驟d獲取的F值來設(shè)置當(dāng)前程序的F值，清空列表L'；
f、間隔周期T，重復(fù)步驟b f。
本發(fā)明定期檢測(cè)外界環(huán)境的變化，并調(diào)整程序運(yùn)行時(shí)內(nèi)存使用限制值，能夠隨時(shí)適應(yīng)環(huán)境變化，避免由于外界環(huán)境變化而產(chǎn)生的內(nèi)存配置不適當(dāng)?shù)那闆r。本發(fā)明統(tǒng)計(jì)了長(zhǎng)期執(zhí)行過程中的環(huán)境與程序運(yùn)行狀況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠明確本程序在不同環(huán)境下的最佳運(yùn)行條件。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，列表L中記錄和統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)就越全面，以這個(gè)統(tǒng)計(jì)列表為基礎(chǔ)的執(zhí)行策略隨著時(shí)間的推移，會(huì)變得更加智能。本發(fā)明為當(dāng)前環(huán)境量身定制內(nèi)存配置方法，比其他通用的方案在當(dāng)前環(huán)境下更加優(yōu)秀。列表L中預(yù)先填入的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以作為前幾次搜索時(shí)建議性數(shù)據(jù)。這些經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，作為初始時(shí)，在不同系統(tǒng)資源W條件下，建議的內(nèi)存使用限制值。
系統(tǒng)資源 W 可以通過系統(tǒng)提供的 API (Application Programming Interface)函數(shù)或服務(wù)獲取。本發(fā)明的系統(tǒng)資源W可以是一個(gè)廣義的概念，既可以是某個(gè)系統(tǒng)參數(shù)，又可以是某些系統(tǒng)參數(shù)的組合，如以百分比表示的空閑內(nèi)存比、CPU占用率等。數(shù)據(jù)訪問速率 H可以根據(jù)程序自身功能邏輯的運(yùn)行，統(tǒng)計(jì)程序?qū)?shù)據(jù)的有效訪問量，獲取當(dāng)前系統(tǒng)數(shù)據(jù)訪問速率H。內(nèi)存使用限制值F通常當(dāng)前運(yùn)行程序的設(shè)定獲得。這些系統(tǒng)參數(shù)都可以采用本領(lǐng)域常用手段獲得。
具體的，所述W值相近的記錄項(xiàng)是指W值相差范圍在士3% 士20%之間的記錄項(xiàng)。
根據(jù)不同的匹配要求選擇W值相差范圍，相差范圍越小，匹配精度越高。通常選擇的W值相差范圍為士 10%。
進(jìn)一步的，如果存在系統(tǒng)資源W由最小值Wmin向最大值Wmax變化時(shí)，內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)由最小值Fmin變化至最大值Fmax的關(guān)系，則所述步驟a具體為將系統(tǒng)資源W 由最小值Wmin至最大值Wmax分為η個(gè)等級(jí)，將內(nèi)存使用限制值F由最小值Fmin至最大值 Fmax分為η個(gè)等級(jí)，兩者一一對(duì)應(yīng)，并分別記錄每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的程序運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)訪問速率H，其中，η > 2。
對(duì)于與內(nèi)存使用限制值F正相關(guān)的系統(tǒng)資源W，如空閑內(nèi)存比、CPU占用率，其通常的表述為百分比。當(dāng)系統(tǒng)資源W為最小值Wmin = 0%時(shí)，表示系統(tǒng)資源最緊張，最不利于程序運(yùn)行，此時(shí)的內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)為最小值Fmin，表示程序運(yùn)行可用內(nèi)存最小。當(dāng)系統(tǒng)資源W為最大值Wmax = 100%時(shí)，表示系統(tǒng)資源富余，最有利于程序運(yùn)行，此時(shí)的內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)為最大值Fmax，表示程序運(yùn)行可用內(nèi)存最大。
進(jìn)一步的，如果存在系統(tǒng)資源W由最小值Wmin向最大值Wmax變化時(shí)，內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)由最大值Fmax變化至最小值Fmin的關(guān)系，則所述步驟a具體為將系統(tǒng)資源W 由最小值Wmin至最大值Wmax分為η個(gè)等級(jí)，將內(nèi)存使用限制值F由最大值Fmax至最小值 Fmin分為η個(gè)等級(jí)，兩者一一對(duì)應(yīng)，并分別記錄每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的程序運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)訪問速率H，其中，η > 2。
這是系統(tǒng)資源W與內(nèi)存使用限制值F為負(fù)相關(guān)的情況，如系統(tǒng)的IO吞吐量(輸入輸出吞吐量)。當(dāng)系統(tǒng)資源W為最小值Wmin時(shí)，表示系統(tǒng)資源最富余，最有利于程序運(yùn)行，此時(shí)的內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)為最大值Fmax，表示程序運(yùn)行可用內(nèi)存最大。當(dāng)系統(tǒng)資源W 為最大值Wmax時(shí)，表示系統(tǒng)資源緊張，最不利于程序運(yùn)行，此時(shí)的內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)為最小值Fmin，表示程序運(yùn)行可用內(nèi)存最小。
具體的，η個(gè)等級(jí)之間間距相等。
這是最簡(jiǎn)單的等級(jí)劃分方法，即等分的方法。當(dāng)然也可以根據(jù)情況采用線性遞增或線性遞減的等級(jí)劃分方法，以適應(yīng)不同的系統(tǒng)資源和運(yùn)行環(huán)境。
更具體的，η = 10。
η的取值越大，越有利于獲得更恰當(dāng)?shù)膬?nèi)存使用限制值F，但也會(huì)增加資源耗費(fèi)。 通常將等級(jí)分成10等分比較合適。
本發(fā)明的有益效果是，能夠根據(jù)每次不同環(huán)境的執(zhí)行情況，調(diào)整自身執(zhí)行的條件， 并根據(jù)以前的歷史記錄來決定當(dāng)前的執(zhí)行限制，更易于獲得當(dāng)前最佳的執(zhí)行條件，本發(fā)明既兼顧了平均環(huán)境條件，更能夠適應(yīng)環(huán)境條件的變化，充分發(fā)揮系統(tǒng)性能優(yōu)勢(shì)。


圖la、圖Ib是緩存數(shù)據(jù)塊序列狀態(tài)示意圖2是緩存數(shù)據(jù)塊飽和限制狀態(tài)示意圖3是實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖及實(shí)施例，詳細(xì)描述本發(fā)明的技術(shù)方案。
本發(fā)明的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，可以用于常見的系統(tǒng)程序和服務(wù)程序中，可以用于系統(tǒng)中的內(nèi)存管理策略，適用于無人值守的后臺(tái)程序中。本發(fā)明可以實(shí)際應(yīng)用于備份還原軟件自動(dòng)備份的備份策略中，能夠?qū)嵱糜谶B續(xù)備份的備份策略中，能夠在殺毒軟件的定期掃描策略中發(fā)揮作用。該方法還可以作為一種信息搜集的手段，在不同環(huán)境和條件下進(jìn)行的數(shù)據(jù)搜集，為統(tǒng)計(jì)和分析數(shù)據(jù)提供物質(zhì)基礎(chǔ)，為得出實(shí)際結(jié)論提供更廣泛的真實(shí)依據(jù)。
實(shí)施例1
下面的實(shí)施例以虛擬文件數(shù)據(jù)塊的緩存訪問為例進(jìn)行描述。
在正常運(yùn)行的系統(tǒng)中，通過掛載鏡像文件產(chǎn)生的虛擬文件，需要被反復(fù)的訪問，這些被訪問文件的源數(shù)據(jù)塊存放于IO物理設(shè)備中。訪問文件的時(shí)候，程序通過文件的偏移和文件系統(tǒng)，換算出需要訪問數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)塊編號(hào)，再根據(jù)數(shù)據(jù)塊編號(hào)去訪問IO設(shè)備中對(duì)應(yīng)偏移位置的數(shù)據(jù)。如果每次訪問都通過IO物理設(shè)備，勢(shì)必會(huì)影響訪問速度，浪費(fèi)時(shí)間。讓數(shù)據(jù)訪問步驟先通過內(nèi)存管理方法獲取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)塊，如果不存在該數(shù)據(jù)緩存，再通過IO 物理設(shè)備訪問，勢(shì)必可以減少眾多訪問IO物理設(shè)備的次數(shù)。所以，合理的內(nèi)存配置可以提高運(yùn)行效率。
數(shù)據(jù)塊緩存控制步驟
初始化
初始化創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)塊索引，和一個(gè)數(shù)據(jù)塊的雙向鏈表。數(shù)據(jù)塊索引包含數(shù)據(jù)塊編號(hào)和數(shù)據(jù)塊偏移，如圖Ia ；雙向鏈表初始化之后只包括頭尾節(jié)點(diǎn)，如圖lb。
當(dāng)數(shù)據(jù)塊訪問的請(qǐng)求到達(dá)時(shí)
1、從緩存中獲取數(shù)據(jù)塊請(qǐng)求到達(dá)時(shí)，查詢索引是否存在數(shù)據(jù)塊指針，如果存在則跳至步驟4。
2、根據(jù)索引中的數(shù)據(jù)塊偏移讀取數(shù)據(jù)塊到數(shù)據(jù)塊指針中，把這個(gè)索引項(xiàng)的數(shù)據(jù)塊偏移替換成數(shù)據(jù)塊指針。
3、把數(shù)據(jù)塊指針添加到雙向鏈表頭部。
4、獲取數(shù)據(jù)塊緩存指針，并反饋給1中的請(qǐng)求；在鏈表中，把該數(shù)據(jù)塊移動(dòng)到鏈表頭部。
當(dāng)雙向鏈表到達(dá)內(nèi)存使用限制值F時(shí)
5、從鏈表尾部釋放超過的數(shù)據(jù)塊。如圖2緩存數(shù)據(jù)塊飽和限制狀態(tài)所示。
該緩存管理方法，緩存了數(shù)據(jù)塊，保證下一次訪問同樣數(shù)據(jù)塊的時(shí)候能夠通過內(nèi)存獲得，而不需要訪問IO設(shè)備，通常情況下IO訪問的時(shí)間是同樣數(shù)據(jù)量?jī)?nèi)存訪問時(shí)間的 1000倍，所以本發(fā)明能夠大幅度提高數(shù)據(jù)塊訪問速度。本發(fā)明通過限制內(nèi)存使用總量，保證內(nèi)存不會(huì)被無限制的使用，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。但是內(nèi)存總量限制的具體數(shù)量同樣影響運(yùn)行的效果，在不同系統(tǒng)資源和不同運(yùn)行環(huán)境情況下各不相同。
如圖3所示，本例程序流程如下
a、創(chuàng)建列表L，記錄程序運(yùn)行時(shí)在不同系統(tǒng)資源W條件下，內(nèi)存使用限制值F和數(shù)據(jù)訪問速率H。
本例選擇系統(tǒng)參數(shù)空閑內(nèi)存比作為系統(tǒng)資源W，空閑內(nèi)存比與內(nèi)存使用限制值F 正相關(guān)。也就是系統(tǒng)資源W由最小值Wmin向最大值Wmax變化時(shí)，內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)由最小值Fmin變化至最大值Fmax。這種情況下，當(dāng)系統(tǒng)資源W為最小值Wmin = 0%時(shí)，表示系統(tǒng)資源最緊張，最不利于程序運(yùn)行，此時(shí)的內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)為最小值Fmin，表示程序運(yùn)行可用內(nèi)存最小。當(dāng)系統(tǒng)資源W為最大值Wmax = 100%時(shí)，表示系統(tǒng)資源富余，最有利于程序運(yùn)行，此時(shí)的內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)為最大值Fmax，表示程序運(yùn)行可用內(nèi)存最大。
本例步驟a具體為將系統(tǒng)資源W由最小值Wmin至最大值Wmax分為η個(gè)等級(jí)，將內(nèi)存使用限制值F由最小值Fmin至最大值Fmax分為η個(gè)等級(jí)，兩者一一對(duì)應(yīng)，分別記錄每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的程序運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)訪問速率H。η為等級(jí)劃分的級(jí)數(shù)，本例取η = 10，分為10 個(gè)等級(jí)。列表L如表1所示。
表 權(quán)利要求
1.計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，包括以下步驟a、創(chuàng)建列表L，記錄程序運(yùn)行時(shí)在不同系統(tǒng)資源W條件下，內(nèi)存使用限制值F和數(shù)據(jù)訪問速率H;b、獲取當(dāng)前系統(tǒng)W、F和H值填入所述列表L；c、在列表L中搜索W值與當(dāng)前系統(tǒng)W值相近的記錄項(xiàng)，把這些記錄項(xiàng)記錄到一個(gè)新的列表L'中；d、在列表L'中根據(jù)H值進(jìn)行排序，取H值最大的記錄項(xiàng)，并獲取該記錄項(xiàng)的F值；e、根據(jù)步驟d獲取的F值來設(shè)置當(dāng)前程序的F值，清空列表L'；廠間隔周期1\重復(fù)步驟13 1
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，所述W值相近的記錄項(xiàng)是指W值相差范圍在士 3% 士 20%之間的記錄項(xiàng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，所述W值相差范圍為士 10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，如果存在系統(tǒng)資源W由最小值Wmin向最大值Wmax變化時(shí)，內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)由最小值Fmin變化至最大值Fmax的關(guān)系，則所述步驟a具體為將系統(tǒng)資源W由最小值Wmin至最大值Wmax分為η個(gè)等級(jí)，將內(nèi)存使用限制值F由最小值Fmin至最大值Fmax分為η個(gè)等級(jí)，兩者一一對(duì)應(yīng)，并分別記錄每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的程序運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)訪問速率H，其中，η > 2。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，所述系統(tǒng)參數(shù)W 為空閑內(nèi)存比；所述Wmin = 0%,ffmax = 100%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，所述系統(tǒng)資源W 為 CPU 占用率；所述 Wmin = 0%, Wmax = 100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，如果存在系統(tǒng)資源W由最小值Wmin向最大值Wmax變化時(shí)，內(nèi)存使用限制值F對(duì)應(yīng)由最大值Fmax變化至最小值Fmin的關(guān)系，則所述步驟a具體為將系統(tǒng)資源W由最小值Wmin至最大值Wmax分為η個(gè)等級(jí)，將內(nèi)存使用限制值F由最大值Fmax至最小值Fmin分為η個(gè)等級(jí)，兩者一一對(duì)應(yīng)，并分別記錄每個(gè)等級(jí)對(duì)應(yīng)的程序運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)訪問速率H，其中，η > 2。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，所述系統(tǒng)資源W 為系統(tǒng)的IO吞吐量。
9.根據(jù)權(quán)利要求4 8任意一項(xiàng)所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，η 個(gè)等級(jí)之間間距相等。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法，其特征在于，η= 10。
全文摘要
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存配置方法。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)存配置方法不靈活，不能適應(yīng)系統(tǒng)環(huán)境變化的缺點(diǎn)，公開了一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，計(jì)算機(jī)程序內(nèi)存動(dòng)態(tài)配置方法。其通過定期檢測(cè)外界環(huán)境的變化，調(diào)整程序運(yùn)行時(shí)內(nèi)存使用限制值，能夠隨時(shí)適應(yīng)環(huán)境變化，避免由于外界環(huán)境變化而產(chǎn)生的內(nèi)存配置不適當(dāng)?shù)那闆r。本發(fā)明統(tǒng)計(jì)了長(zhǎng)期執(zhí)行過程中的環(huán)境與程序運(yùn)行狀況的對(duì)應(yīng)關(guān)系，能夠明確本程序在不同環(huán)境下的最佳運(yùn)行條件。隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，列表中記錄和統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)就越全面，以這個(gè)統(tǒng)計(jì)列表為基礎(chǔ)的執(zhí)行策略隨著時(shí)間的推移，會(huì)變得更加智能。本發(fā)明用于計(jì)算機(jī)內(nèi)存的智能配置，可以提高程序運(yùn)行效率。
文檔編號(hào)G06F12/02GK102495763SQ20111036775
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者廖蘭君 申請(qǐng)人:成都易我科技開發(fā)有限責(zé)任公司