專利名稱：一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，具體涉及一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，經(jīng)常需要在一臺處理設(shè)備上安裝多塊數(shù)據(jù)采集卡，每個(gè)采集卡有自己的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，或者一個(gè)采集卡上有多個(gè)數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，也就需要軟件從多個(gè)緩沖區(qū)輪詢收取數(shù)據(jù)。現(xiàn)有技術(shù)的一般系統(tǒng)的輪詢方式有兩種第一種方式是貪婪訪問；軟件從第一個(gè)緩沖區(qū)開始，依次輪詢每個(gè)緩沖區(qū)，不論緩沖區(qū)有多少數(shù)據(jù)，都讀取出來，直到讀空一個(gè)緩沖區(qū)后，再去訪問下一個(gè)緩沖區(qū)。比如假設(shè)有三個(gè)緩沖區(qū)，軟件先從第一個(gè)緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)，直到第一個(gè)緩沖區(qū)的所有數(shù)據(jù)被取空后， 再查看第二個(gè)緩沖區(qū)，讀取數(shù)據(jù)，讀空第二個(gè)緩沖區(qū)后，再讀第三個(gè)緩沖區(qū)，讀空第三個(gè)緩沖區(qū)后，再從第一個(gè)緩沖區(qū)讀取數(shù)據(jù)。第二種方式是平均訪問；軟件從第一個(gè)緩沖區(qū)開始，依次輪詢每個(gè)緩沖區(qū)，如果緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)，不論緩沖區(qū)有多少數(shù)據(jù)，只讀取一個(gè)數(shù)據(jù)，就去訪問下一個(gè)緩沖區(qū)。比如假設(shè)有三個(gè)緩沖區(qū)，軟件先查看第一個(gè)緩沖區(qū)，如果有數(shù)據(jù)，就讀取一個(gè)數(shù)據(jù)出來，然后直接查看第二個(gè)緩沖區(qū)，如果有數(shù)據(jù)，也是只讀一個(gè)，然后再讀第三個(gè)緩沖區(qū)，再回到第一個(gè)緩沖區(qū)。現(xiàn)有技術(shù)的輪詢方式存在以下問題采用第一種貪婪訪問的方式，在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)處理一個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，會(huì)導(dǎo)致緩沖區(qū)對應(yīng)的處理CPU的負(fù)載不平衡，也就是說，假設(shè)每個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)都有較多數(shù)據(jù)，按照貪婪訪問方式，軟件會(huì)把一個(gè)緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)全部處理完才去處理下一個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)，在這個(gè)處理過程中，與當(dāng)前處理緩沖區(qū)所對應(yīng)的CPU負(fù)載很大，同時(shí)其他緩沖區(qū)所對應(yīng)的CPU是空閑的，CPU負(fù)載不均衡會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的性能低下。采用第二種平均訪問的方式，當(dāng)多個(gè)緩沖區(qū)之間的負(fù)載不均衡時(shí)，會(huì)導(dǎo)致軟件頻繁的查看空緩沖區(qū)，也就是說，假設(shè)多個(gè)緩沖區(qū)中只有一個(gè)緩沖區(qū)中有大量數(shù)據(jù)，其他都是空緩沖區(qū)，按照平均訪問方式，軟件會(huì)輪流查看每個(gè)緩沖區(qū)，對有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，每次訪問只取一個(gè)數(shù)據(jù)，對沒有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，每次也要去查看，查看緩沖區(qū)時(shí)需要軟件切換緩沖區(qū)，其中包括連接緩沖區(qū)，取出緩沖區(qū)讀寫指針，進(jìn)行比較判斷等操作，如果多數(shù)緩沖區(qū)是空的，頻繁的緩沖區(qū)切換帶來的開銷會(huì)導(dǎo)致不必要的系統(tǒng)性能損失。一般系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)中，緩沖區(qū)輪詢采用的貪婪訪問和平均訪問模式，每次啟動(dòng)緩沖區(qū)訪問，都是按緩沖區(qū)編號依次輪詢的，也沒有考慮到緩沖區(qū)不平衡的情況。假設(shè)有η個(gè)緩沖區(qū)，只有最后一個(gè)，即第η個(gè)緩沖區(qū)有數(shù)據(jù)，前面η-1個(gè)緩沖區(qū)都是空的，那么，每次啟動(dòng)輪詢都要從第1個(gè)緩沖區(qū)開始，都要訪問η-1個(gè)空緩沖區(qū)，也會(huì)帶來不必要的額外開銷。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法，在輪詢多緩沖區(qū)時(shí)，在盡量保證多緩沖區(qū)之間的負(fù)載均衡的同時(shí)，又盡量減少查看空緩沖區(qū)的額外開銷。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)，所述輪詢系統(tǒng)包括緩沖區(qū)和訪問所述緩沖區(qū)的輪詢控制模塊；其改進(jìn)之處在于，所述輪詢控制模塊包括步長數(shù)組和靜態(tài)變量；所述步長數(shù)組和所述靜態(tài)變量分別對所述緩沖區(qū)進(jìn)行輪詢訪問O本發(fā)明提供的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述緩沖區(qū)數(shù)量為η個(gè)。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選技術(shù)方案中，所述步長數(shù)組，在每個(gè)緩沖區(qū)設(shè)置一個(gè)步長， 所述步長表示每次輪詢到該緩沖區(qū)時(shí)，每次最多從緩沖區(qū)內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)長度。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選技術(shù)方案中，所述靜態(tài)變量記錄每次輪詢起始的緩沖區(qū)編號，在每次啟動(dòng)輪詢時(shí)，從所述靜態(tài)變量記錄的上次輪詢到的、有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)開始。本發(fā)明提供的第四優(yōu)選技術(shù)方案中，所述緩沖區(qū)步長最小為1。本發(fā)明提供的第五優(yōu)選技術(shù)方案中，提供一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括如下步驟(1).初始化所述輪詢控制模塊，其中把所述靜態(tài)變量的起始緩沖區(qū)編號初始化為 0，并把所述步長數(shù)組的每個(gè)緩沖區(qū)的步長初始化為1 ；(2).輪詢所述靜態(tài)變量獲得當(dāng)前開始輪詢的緩沖區(qū)編號，從所述步長數(shù)組中獲得當(dāng)前緩沖區(qū)的步長；(3).按照步長，從當(dāng)前緩沖區(qū)中讀取相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)；(4).如果當(dāng)前緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)長度超過了它的步長，則把該緩沖區(qū)對應(yīng)的步長加一，起始緩沖區(qū)編號保持不變；否則把該緩沖區(qū)的步長減一，且修改起始緩沖區(qū)編號。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法， 采用輪詢控制變量，根據(jù)緩沖區(qū)負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整每次輪詢的起始緩沖區(qū)和每個(gè)緩沖區(qū)的讀取步長，避免緩沖區(qū)之間的負(fù)載不均和頻繁訪問空緩沖區(qū)的額外開銷，提高了從多緩沖收取數(shù)據(jù)的輪詢效率。從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法通過對步長的控制， 避免了貪婪訪問時(shí)讀取出全部數(shù)據(jù)和平均訪問時(shí)只讀取一個(gè)數(shù)據(jù)的問題，在每次輪詢緩沖區(qū)后，根據(jù)緩沖區(qū)空滿情況，對每個(gè)緩沖區(qū)的步長變量動(dòng)態(tài)調(diào)整，當(dāng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)較多時(shí)，步長會(huì)逐漸增加，使每次輪詢到該緩沖區(qū)讀取的數(shù)據(jù)會(huì)越來越多，當(dāng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)較少時(shí)，步長會(huì)逐漸減少，使每次輪詢到該緩沖區(qū)讀取的數(shù)據(jù)會(huì)越來越少；且不采用按照緩沖區(qū)號依次輪詢的方式，而是從靜態(tài)變量記錄上次輪詢到的有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)開始，從而降低了第一個(gè)訪問的緩沖區(qū)是空緩沖區(qū)的概率，減少了每次啟動(dòng)輪詢對空緩沖區(qū)訪問的次數(shù)。


圖1為從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)，所述輪詢系統(tǒng)包括輪詢控制模塊和緩沖區(qū)，所述輪詢控制模塊可訪問所述緩沖區(qū)；所述輪詢控制模塊包括步長數(shù)組和靜態(tài)變量；所述步長數(shù)組和所述靜態(tài)變量分別對所述緩沖區(qū)進(jìn)行輪詢訪問。所述步長數(shù)組，通過該數(shù)組，本發(fā)明結(jié)合貪婪輪詢和平均輪詢兩種輪詢方式，為每個(gè)緩沖區(qū)設(shè)置一個(gè)步長變量，該步長表示每次輪詢到該緩沖區(qū)時(shí)，每次最多從緩沖區(qū)內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)長度，通過該步長控制，避免了貪婪訪問時(shí)讀取出全部數(shù)據(jù)和平均訪問時(shí)只讀取一個(gè)數(shù)據(jù)的問題。軟件在每次輪詢緩沖區(qū)后，根據(jù)緩沖區(qū)空滿情況，對每個(gè)緩沖區(qū)的步長變量動(dòng)態(tài)調(diào)整，當(dāng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)較多時(shí)，步長會(huì)逐漸增加，每次輪詢到該緩沖區(qū)讀取的數(shù)據(jù)會(huì)越來越多，當(dāng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)較少時(shí)，步長會(huì)逐漸減少，每次輪詢到該緩沖區(qū)讀取的數(shù)據(jù)會(huì)越來越少。所述靜態(tài)變量，本發(fā)明使用該變量記錄每次輪詢起始的緩沖區(qū)編號，每次啟動(dòng)輪詢時(shí)，不采用按照緩沖區(qū)號依次輪詢的方式，而是從靜態(tài)變量記錄上次輪詢到的有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)開始，從而降低了第一個(gè)訪問的緩沖區(qū)是空緩沖區(qū)的概率，減少每次啟動(dòng)輪詢對空緩沖區(qū)訪問的次數(shù)。從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢方法，其特征在于，具體包括如下步驟(1).初始化所述輪詢控制模塊，把所述靜態(tài)變量的起始緩沖區(qū)編號初始化為0， 并把所述步長數(shù)組的每個(gè)緩沖區(qū)的步長初始化為1 ；(2).輪詢所述靜態(tài)變量獲得當(dāng)前開始輪詢的緩沖區(qū)編號，從所述步長數(shù)組中獲得當(dāng)前緩沖區(qū)的步長；(3).按照步長，從當(dāng)前緩沖區(qū)中讀取相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)；(4).如果當(dāng)前緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)長度超過了它的步長，則說明該緩沖區(qū)當(dāng)前數(shù)據(jù)較多，則把該緩沖區(qū)對應(yīng)的步長加一，起始緩沖區(qū)編號保持不變；否則把該緩沖區(qū)的步長減一，且修改起始緩沖區(qū)編號。需要聲明的是，本發(fā)明內(nèi)容及具體實(shí)施方式
意在證明本發(fā)明所提供技術(shù)方案的實(shí)際應(yīng)用，不應(yīng)解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員在本發(fā)明的精神和原理啟發(fā)下，可作各種修改、等同替換、或改進(jìn)。但這些變更或修改均在申請待批的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)，所述輪詢系統(tǒng)包括緩沖區(qū)和訪問所述緩沖區(qū)的輪詢控制模塊；其特征在于，所述輪詢控制模塊包括步長數(shù)組和靜態(tài)變量；所述步長數(shù)組和所述靜態(tài)變量分別對所述緩沖區(qū)進(jìn)行輪詢訪問。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪詢系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖區(qū)數(shù)量為η個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪詢系統(tǒng)，其特征在于，所述步長數(shù)組，在每個(gè)緩沖區(qū)設(shè)置一個(gè)步長，所述步長表示每次輪詢到該緩沖區(qū)時(shí)，每次最多從緩沖區(qū)內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)長度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪詢系統(tǒng)，其特征在于，所述靜態(tài)變量記錄每次輪詢起始的緩沖區(qū)編號，在每次啟動(dòng)輪詢時(shí)，從所述靜態(tài)變量記錄的上次輪詢到的、有數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)開始。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輪詢系統(tǒng)，其特征在于，所述緩沖區(qū)步長最小為1。
6.根據(jù)1-5項(xiàng)權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)的從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟(1).初始化所述輪詢控制模塊，其中把所述靜態(tài)變量的起始緩沖區(qū)編號初始化為0， 并把所述步長數(shù)組的每個(gè)緩沖區(qū)的步長初始化為1 ；(2).輪詢所述靜態(tài)變量獲得當(dāng)前開始輪詢的緩沖區(qū)編號，從所述步長數(shù)組中獲得當(dāng)前緩沖區(qū)的步長；(3).按照步長，從當(dāng)前緩沖區(qū)中讀取相應(yīng)長度的數(shù)據(jù)；(4).如果當(dāng)前緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)長度超過了它的步長，則把該緩沖區(qū)對應(yīng)的步長加一， 起始緩沖區(qū)編號保持不變；否則把該緩沖區(qū)的步長減一，且修改起始緩沖區(qū)編號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法；輪詢系統(tǒng)包括輪詢控制模塊和緩沖區(qū)，所述輪詢控制模塊可訪問所述緩沖區(qū)；所述輪詢控制模塊包括步長數(shù)組和靜態(tài)變量；輪詢方法采用輪詢控制變量，根據(jù)緩沖區(qū)負(fù)載情況，動(dòng)態(tài)調(diào)整每次輪詢的起始緩沖區(qū)和每個(gè)緩沖區(qū)的讀取步長。本發(fā)明提供的從多緩沖區(qū)收取數(shù)據(jù)的優(yōu)化輪詢系統(tǒng)和方法，避免了緩沖區(qū)之間的負(fù)載不均和頻繁訪問空緩沖區(qū)的額外開銷，提高了從多緩沖收取數(shù)據(jù)的輪詢效率。
文檔編號G06F12/08GK102521149SQ201110384059
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者劉朝輝, 姬乃軍, 李鋒偉, 竇曉光 申請人:曙光信息產(chǎn)業(yè)(北京)有限公司