一種基于行為特征的文件檢查點(diǎn)優(yōu)化策略

周益帆　吳詠

摘要：檢查點(diǎn)機(jī)制是高性能計(jì)算平臺(tái)的一項(xiàng)重要特性。它能夠在程序運(yùn)行的某一時(shí)刻保存程序的運(yùn)行狀態(tài)，并在系統(tǒng)故障后恢復(fù)程序狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行。由于文件操作在應(yīng)用程序中的普遍性，支持文件回卷對(duì)于檢查點(diǎn)技術(shù)來說是十分必要的。文件數(shù)據(jù)備份可以使文件在回卷后恢復(fù)到正常狀態(tài)，但是開銷太大。本文提出了一種基于行為特征的文件檢查點(diǎn)優(yōu)化策略（BBFC），能夠提供文件數(shù)據(jù)的正確恢復(fù)，有效保證了程序回卷恢復(fù)到上一個(gè)檢查點(diǎn)時(shí)文件狀態(tài)與進(jìn)程其它狀態(tài)保持一致。BBFC對(duì)文件行為特征進(jìn)行分類，并根據(jù)這些行為特征采取相應(yīng)的保存恢復(fù)策略，從而在很大概率上減少了檢查點(diǎn)間隔需要保存的文件內(nèi)容，降低了文件檢查點(diǎn)的時(shí)間、空間開銷。它對(duì)用戶透明，簡(jiǎn)單易用。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)軟件；文件檢查點(diǎn)；行為特征；回卷恢復(fù)；一致性；檢查點(diǎn)間隔

0引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)計(jì)算機(jī)的依賴性日益增強(qiáng)。科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)分析、信息處理等各種問題的解決都離不開計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性也越來越受到廣泛關(guān)注。檢查點(diǎn)機(jī)制作為系統(tǒng)容錯(cuò)的一項(xiàng)重要手段，能夠在進(jìn)程運(yùn)行的某一時(shí)刻保存當(dāng)時(shí)進(jìn)程的運(yùn)行狀態(tài)到磁盤文件，并在需要的時(shí)候從保存的磁盤文件中恢復(fù)進(jìn)程狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行下去。檢查點(diǎn)機(jī)制能夠避免在系統(tǒng)故障后程序從頭開始執(zhí)行帶來的計(jì)算損失，也給無法滿足長(zhǎng)時(shí)間占用計(jì)算資源的應(yīng)用場(chǎng)景提供了便利的解決方案。

文件讀寫是應(yīng)用程序的一個(gè)普遍行為。很多程序在正常運(yùn)行時(shí)離不開對(duì)數(shù)據(jù)的處理和對(duì)文件的訪問，因此在檢查點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)文件的可恢復(fù)性是至關(guān)重要的。文件檢查點(diǎn)能夠提供文件數(shù)據(jù)內(nèi)容的正確恢復(fù)，使得程序回卷到上一個(gè)檢查點(diǎn)時(shí)，文件內(nèi)容與進(jìn)程的其它狀態(tài)保持一致。在檢查點(diǎn)中包含文件數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠解決這一問題，但是由于實(shí)際應(yīng)用中大文件越來越多，保存文件內(nèi)容所帶來的開銷不容忽視。

本文提出了一種基于行為特征的文件檢查點(diǎn)優(yōu)化策略，可以在很大概率上減少檢查點(diǎn)間隔需要保存的文件內(nèi)容，從而大大減小了因文件檢查點(diǎn)給系統(tǒng)正常運(yùn)行帶來的額外開銷，讓檢查點(diǎn)技術(shù)更為實(shí)用。endprint