一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法，具體步驟如下：首先對已有的多線程程序進行分析，得到需要進行緩存同步的同步點；然后，在每個同步點，記錄有效緩存與無效緩存集合；最后，無效掉無效緩存集合，同步有效緩存。本發(fā)明的方法與現(xiàn)有的基于目錄的高速緩存一致性協(xié)議相比，可以降低目錄協(xié)議的實現(xiàn)、驗證復雜度。
【專利說明】一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及計算機存儲服務器設計【技術領域】，具體地說是一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法。

【背景技術】
[0002](I)高速緩存一致性
在計算機科學中，高速緩存一致性(Cache coherence)是指保留在高速緩存中的共享資源，保持數(shù)據(jù)一致性的機制。在一個系統(tǒng)中，當許多不同的設備共享一個共同存儲器資源，在高速緩存中的數(shù)據(jù)不一致，就會產生一致性問題。這個問題在有多個CPU的多處理機系統(tǒng)中特別各易出現(xiàn)。
[0003]緩存一致性可以分為三個層次:
1)在進行每個寫入運算時都立刻采取措施保證數(shù)據(jù)一致性；
2)每個獨立的運算，假如它造成數(shù)據(jù)值的改變，所有進程都可以看到一致的改變結果;
3 )在每次運算之后，不同的進程可能會看到不同的值(沒有一致性的行為)。
[0004](2)臨界區(qū)和程序同步點
在共享存儲并行程序中，程序員使用鎖等原語界定臨界區(qū)以同步對共享數(shù)據(jù)的訪問。例如，鎖用來實現(xiàn)對共享數(shù)據(jù)的互斥訪問，柵障用來同步并行程序的各個執(zhí)行階段。除了同步語義本身以外，同步原語還表達了對其作用的共享數(shù)據(jù)的一致性需求。
[0005]在軟件DSM系統(tǒng)中通常是以操作系統(tǒng)管理的頁面為單位在同步點維護高速緩存一致性。具體的做法是在臨界區(qū)內記錄線程修改過哪些頁面，這些修改過的頁面號集合記作write-notice，將修改過的頁面的數(shù)據(jù)部分與初始頁面數(shù)據(jù)的差異記作塊差diff。在應用程序的同步點，釋放鎖的線程將write-notice傳遞給鎖管理器，將頁差diff傳送到各個被修改過的頁面所在的home節(jié)點，并且將diff合并到內存中。當另外的線程獲得鎖時，該線程同時獲得write-notice,并根據(jù)write-notice將本節(jié)點緩存的舊數(shù)據(jù)無效掉，當要訪問前一個線程更新過的數(shù)據(jù)時，由于在本節(jié)點的緩存中不命中，所以到該頁面所在的home節(jié)點取得新數(shù)據(jù)。直接將軟件DSM系統(tǒng)硬件結構化是非常困難的，一方面以頁面為粒度維護一致性由于假共享等問題不利于系統(tǒng)的性能，另一方面難于用硬件記錄write-notice, diff等復雜的軟件數(shù)據(jù)結構。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法。
[0007]本發(fā)明的目的是按以下方式實現(xiàn)的，針對共享存儲系統(tǒng)中高速緩存一致性的實現(xiàn)，本發(fā)明提出一種不需要硬件結構支持的基于程序同步點的高速緩存一致性實現(xiàn)方法。具體步驟如下:
1)首先對已有的多線程程序進行分析，得到需要進行緩存同步的同步點；
2)然后，在每個同步點，記錄有效緩存與無效緩存集合；
3)最后，無效掉無效緩存集合，同步有效緩存。
[0008]本發(fā)明的目的有益效果是:本發(fā)明在應用程序的同步點維護高速緩存的一致性，而不是基于目錄的協(xié)議以高速緩存行為單位維護一致性，與現(xiàn)有的基于目錄的高速緩存一致性協(xié)議相比，可以降低目錄協(xié)議的實現(xiàn)、驗證復雜度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是系統(tǒng)結構拓撲圖。

【具體實施方式】
[0010]參照說明書附圖對本發(fā)明的一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法作以下詳細地說明。
[0011]具體步驟如下:
(1)首先對已有的多線程程序進行分析，得到需要進行緩存同步的同步點；
(2)然后，在每個同步點，記錄有效緩存與無效緩存集合；
(3)最后，無效掉無效緩存集合，同步有效緩存。
[0012]除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。
【權利要求】
1.一種不需要硬件支持實現(xiàn)基于程序同步點高速緩存一致性的方法，其特征在于具體步驟如下:首先對已有的多線程程序進行分析，得到需要進行緩存同步的同步點；然后，在每個同步點，記錄有效緩存與無效緩存集合；最后，無效掉無效緩存集合，同步有效緩存。
【文檔編號】G06F12/08GK104317737SQ201410529625
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權日:2014年10月10日
【發(fā)明者】王闖, 趙庶林, 戴鴻君, 于治樓 申請人:浪潮集團有限公司