分布式系统死锁的预防、避免和检测

分布式系统涉及到资源和数据的高度共享,从而可能引发死锁。分布式系统的死锁是由于资源和通讯产生的。从分布式系统死锁产生的条件,解决策略,以及分布式系统中死锁预防、避免和检测的各种算法进行了具体阐述。     

分布式死锁检测算法中伪死锁率的研究和改进

死锁处理是分布式系统中的关键问题,其中处理死锁最主要的手段为死锁检测。在评价死锁检测算法性能时伪死锁率被视为一项重要指标,故降低伪死锁率对提高算法性能有着促进作用,而目前大多数算法改进对伪死锁率关注较少。本文阐述了伪死锁研究的意义,并对若干种死锁检测算法的伪死锁率进行研究和模拟实验,认为现有的死锁算法可分为两类:环内检测和环无关检测。并分别通过减少冗余消息和本地死锁解决两种改进方法来降低目前算法的伪死锁率,最终实验表明算法性能获得较大提高。     

基于CORBA的分布式系统自适应容错模型的研究

一、引言分布式系统需要可靠性保证,例如在线支付系统对安全性提出了很高的要求。因此,分布式系统必须提供可靠性机制,支持关键业务。容错技术是分布式系统运行过程中可靠性保证的重要手段,冗余资源是实现容错的根本保证。单一的容错策略仅适用于特定的应用和特定的系统,无法适应系统状态的动态变化,支持广泛的分布式应用。系统的容错模型应该能够智能地根据外部运行环境的变化,选择合适的容错策略,以便在保证系统可靠性的前提下提高系统资源利用率。自适应容错可以在分布式系统中的各个层次中实现。基于操作系统的自适应容错强烈地依赖于特定的操作系统,系统可移植性差;而在应用程序中实现自适应容错又加重了开     

基于Petri网的分布式系统并发进程的死锁检测

分布式系统中的并发进程具有明显的并发、异步及分布性,而Petri网是模拟与分析并发、异步、分布式系统的有效工具.为此通过引入Petri网,给出了分布式系统局部并发进程等待的Petri网模型及死锁检测方法,提出了全链路合成的概念,利用全链路合成技术组装了全局并发进程等待的Petri网模型,给出了判断整个系统是否出现死锁的充分必要条件.     

容错分布式系统的维修策略研究

一、引言 许多实际系统在使用过程中,往往由于对维修性问题考虑不周,致使系统的维费用增加;另一方面如果对系统进行过多的维修,不仅不能提高系统的可靠性和可用度,反而使统的性能降低。因此系     

分布式系统死锁的Petri网分析

阐述了分布式系统中的死锁问题，采用Petri网对分布式系统中的死锁进行分析，给出了几种解决死锁的模型，并分析了这些模型的优缺点，指出了分析和解决死锁的一般方法。     

分布式系统死锁的Petri网分析

阐述了分布式系统中的死锁问题,采用Petri网对分布式系统中的死锁进行分析,给出了几种解决死锁的模型,并分析了这些模型的优缺点,指出了分析和解决死锁的一般方法.     

分布式系统中基于复制的动态容错模型

基于C/S模型的分布式应用系统中,服务器上服务进程的失效往往会导致系统崩溃或系统性能的下降。文章从提高分布式系统软件容错能力的角度出发,提出一种基于复制的动态容错模型。采用进程复制技术,将复制的服务进程分布到不同主机运行,复制进程通过与主服务进程共享消息缓冲队列,动态地保持运行轨迹一致,当主服务进程失效后,从复制的进程中选取一个作为主服务进程,使系统继续运行。     

Web服务环境中的死锁检测算法分析与比较

在Web服务环境中,多个事务并发执行时,会出现与传统的事务环境相同的死锁问题,而处理死锁最主要的手段为死锁检测。本文对传统的分布式死锁检测算法在Web服务集成中的应用进行了总结和比较。     

基于异构分布式系统的实时容错调度算法

目前文献中研究的实时容错调度算法都是基于同构分布式系统，系统中的所有处理机完全相同。该文首先建立了一个基于异构分布式系统实时容错调度模型，异构分布式系统中的各个处理机均不相同。基于该异构分布式系统模型，该文引入了可靠性代价（reliability cost）概念，并提出两种静态实时容错调度算法（RTFTNO和RTFTRC）用于调度周期性实时容错任务。算法RTFTRC在调度任务时，尽量使系统的可靠性代价最小；而算法RTFTNO在调度实时任务时，没有考虑系统的可靠性代价。该文详细讨论了两种调度算法的性能。性能模拟实验分别比较了两个算法的可靠性代价，超时比率和可调度性；并研究了任务的计算时间与可靠性代价的关系以及调度长度阈值与最小处理机个数的关系。实验结果表明，算法RTFTRC的性能优于算法RTFTNO。     

一种面向图的分布式软件动态配置和容错方法

提出一种新的方法，通过动态配置对基于组件的分布式软件的容错提供支持。此方法采用面向图的GOP编程模型，将整个分布式软件的体系结构用一张逻辑图来描述，系统的动态配置可以通过执行图上预定义的一组操作来完成。检测到故障或异常的时候实施这种动态配置能够支持系统的容错。文中描述了此方法的基本模型、系统结构和基于CORBA的原型实现。     

MPI-RCDD: A Framework for MPI Runtime Communication Deadlock Detection

The message passing interface (MPI) has become a de facto standard for programming models of highperformance computing, but its rich and flexible interface semantics makes the program easy to generate communication deadlock, which seriously affects the usability of the system. However, the existing detection tools for MPI communication deadlock are not scalable enough to adapt to the continuous expansion of system scale. In this context, we propose a framework for MPI runtime communication deadlock detection, namely MPI-RCDD, which contains three kinds of main mechanisms. Firstly, MPI-RCDD has a message logging protocol that is associated with deadlock detection to ensure that the communication messages required for deadlock analysis are not lost. Secondly, it uses the asynchronous processing thread provided by the MPI to implement the transfer of dependencies between processes, so that multiple processes can participate in deadlock detection simultaneously, thus alleviating the performance bottleneck problem of centralized analysis. In addition, it uses an AND⊕OR model based algorithm named AODA to perform deadlock analysis work. The AODA algorithm combines the advantages of both timeout-based and dependency-based deadlock analysis approaches, and allows the processes in the timeout state to search for a deadlock circle or knot in the process of dependency transfer. Further, the AODA algorithm cannot lead to false positives and can represent the source of the deadlock accurately. The experimental results on typical MPI communication deadlock benchmarks such as Umpire Test Suit demonstrate the capability of MPIRCDD. Additionally, the experiments on the NPB benchmarks obtain the satisfying performance cost, which show that the MPI-RCDD has strong scalability.     

操作系统中的死锁检测

本文提供了一种检测操作系统中死锁的方法．该方法包含三个步骤：（1）通过检测进程加锁与解锁是否匹配来获得锁的持有者;（2）从异常进程中筛选出锁的等待者;（3）通过检查锁的持有者与等待者是否会形成循环等待图来判定死锁．通过实验发现,该方法对系统性能的影响小于l％,而且不需要修改内核源码和源程序．     

A Flexible Framework for Fault Tolerance in the Grid

This paper presents a failure detection service (FDS) and a flexible failure handling framework (Grid-WFS) as a fault tolerance mechanism on the Grid. The FDS enables the detection of both task crashes and user-defined exceptions. A major challenge in providing such a generic failure detection service on the Grid is to detect those failures without requiring any modification to both the Grid protocol and the local policy of each Grid node. This paper describes how to overcome the challenge by using a notification mechanism which is based on the interpretation of notification messages being delivered from the underlying Grid resources. The Grid-WFS built on top of FDS allows users to achieve failure recovery in a variety of ways depending on the requirements and constraints of their applications. Central to the framework is flexibility in handling failures. This paper describes how to achieve the flexibility by the use of workflow structure as a high-level recovery policy specification, which enables support for multiple failure recovery techniques, the separation of failure handling strategies from the application code, and user-defined exception handlings. Finally, this paper presents an experimental evaluation of the Grid-WFS using a simulation, demonstrating the value of supporting multiple failure recovery techniques in Grid applications to achieve high performance in the presence of failures.     

分布式存储系统的故障检测自适应算法

为建立分布式存储系统中高效可靠的故障检测机制,提出一种基于混合状态的捎带故障检测自适应算法——MSP-AFD。建立面向分布式存储系统的故障检测框架,基于负载预测的方式计算检测时延,自适应调整超时参数。实验结果表明,MSP-AFD算法的故障检测性能较优。     

基于灰色预测的分布式传感器网络故障检测方法

针对无线传感器网络节点故障原因复杂,基于灰色预测理论,提出一种故障检测方法。算法通过分析在某一采样间隔内,观测节点数据变化趋势是否与邻居节点变化趋势一致,从而确定节点是否异常。仿真实验表明,算法故障检测能力较强,且避免了节点瞬间失效情况的出现。同时该算法设计简单,易于硬件实现。     

异构分布式负载均衡容错算法研究

基于基/副版本技术提出一种异构分布式容错调度模型,并在该模型上提出HDL算法。该算法克服了以前算法在故障发生前后负载均衡性不稳定问题,并在一定程序上实现均衡可控性,同时在模拟实验中给出一种基于协方差反映负载均衡性的方法。实验结果证明,该算法的负载均衡性在故障发生前后是稳定的。     

MPI同步通信顺序模型死锁静态检测算法

静态检测MPI程序同步通信死锁比较困难,通常需要建立程序模型。顺序模型是其他所有复杂模型的基础。通过一种映射方法将顺序模型转化为字符串集合,将死锁检测问题转化为等价的多队列字符串匹配问题,从而设计并实现了一种MPI同步通信顺序模型的静态死锁检测算法。该算法的性能优于通常的环检测方法,并能适应动态消息流。     

基于等待图模型的死锁检测新算法

本文提出了一种在等待图中检测回路的线性时间算法，它通过搜索回边来判定等待图中回路的存在性。