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DT-JVM：分布式Java虚拟机的树型集成调度平台研究与设计

作　者: 冯家耀
导　师: 齐德昱
学　校: 华南理工大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: DT-JVM Java虚拟机 DAG调度 分布式计算 树型网络 调度平台
分类号: TP311.52
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 35次
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内容摘要


随着Java技术的日益发展,越来越多应用采用Java相关技术实现。Java虚拟机是执行Java程序的载体,然而其运行速度问题一直是业界关注的焦点之一。目前人们研究多集中在改进JVM本身上,但是除了改善JVM本身外,还有其他分布式改进办法。特别是当单JVM性能提高达到一定程度时,构造分布式JVM的计算环境将是一个有重要研究意义的课题。本文对现有分布式Java虚拟机研究以及任务调度进行深入的调研及总结,提出了一个分布式Java虚拟机的树型集成调度平台——DT-JVM,并进行了相关的研究与设计。首先,本文深入分析了现有的分布式Java虚拟机两大类研究方法——采用标准的JVM运行环境和扩展JVM的运行环境,并分析了几款典型的分布式Java虚拟机平台的设计原理。然后,本文深入研究了任务调度特别是依赖任务DAG调度的国内外研究情况,并比较各种典型DAG调度算法的优缺点。在以上研究的基础上,本文对DT-JVM分布式Java虚拟机的树型集成调度平台进行了总体上的设计,并明确DT-JVM树型网络集成模型和DT-JVM任务分配与调度算法DT-GS是本文的核心研究内容。本文提出了一个树型网络集成模型,该模型旨在规范分布式JVM计算节点的组织方式、通信机制、分布式管理机制,提高节点的分布式协作能力以及工作效率。基于该模型,本文提出了适用于DT-JVM树型网络的任务分配与调度算法DT-GS,并对该算法进行实验与分析。接着,本文探讨了基于DT-GS算法的分布式调度算法DDT-GS,该算法是考虑JVM树自主性以及节点信息动态变化的特点而提出的探讨性算法。DT-JVM的原型系统实验结果表明,随着子任务的增加和树型网络的复杂度提高,DT-GS算法能发挥更好的作用。此外,该系统能提供单一系统映像(Single System Image)特性,具有良好的适应性和可扩展性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 绪论  9-17
  1.1 研究背景及意义  9-11
    1.1.1 研究背景  9-10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-15
    1.2.1 分布式Java虚拟机的研究现状  11-13
    1.2.2 任务调度的研究现状  13-14
    1.2.3 树型网格任务调度研究现状  14-15
  1.3 论文的主要内容和贡献  15
  1.4 论文的组织结构  15-17
第二章 相关算法及技术  17-27
  2.1 典型的分布式/并行Java虚拟机系统  17-21
    2.1.1 采用标准的JVM的运行环境  17-18
    2.1.2 采用扩展JVM的运行环境  18-21
    2.1.3 各种方案的优劣对比  21
  2.2 常见的DAG调度算法  21-25
    2.2.1 总体介绍  21-23
    2.2.2 ETF算法——表调度算法(List Scheduling)  23-24
    2.2.3 FCBSH算法——聚簇调度算法(Clustering)  24
    2.2.4 DSH算法——基于任务复制的调度算法(Task Duplication)  24-25
    2.2.5 随机化搜索技术方法(Randomized Search Techniques)  25
    2.2.6 各种DAG调度算法的对比  25
  2.3 本章小结  25-27
第三章 DT-JVM平台总体设计  27-32
  3.1 设计目标  27-28
  3.2 设计思想  28-29
  3.3 总体架构  29-30
  3.4 系统组成  30
  3.5 本章小结  30-32
第四章 DT-JVM树型网络集成模型  32-45
  4.1 引言  32-33
  4.2 模型定义  33
  4.3 节点结构  33-34
  4.4 通信机制  34-36
  4.5 分布式管理  36-37
  4.6 DT-JVM树型网络关键技术  37-43
    4.6.1 树的建立  37
    4.6.2 节点的动态加入算法  37-41
    4.6.3 节点的动态删除算法  41-42
    4.6.4 两节点间的最短路由  42-43
  4.7 DT-JVM树型网络描述规范  43-44
  4.8 本章小结  44-45
第五章 DT-JVM任务分配与调度算法DT-GS  45-62
  5.1 问题描述  45-46
    5.1.1 前提约定  45
    5.1.2 符号定义  45-46
    5.1.3 评价标准  46
  5.2 问题分析和求解  46-61
    5.2.1 GS算法  47-50
    5.2.2 DT-JVM调度算法框架DT-GS  50-61
  5.3 DT-JVM任务描述规范  61
  5.4 本章小结  61-62
第六章 基于DT-GS的分布式调度算法DDT-GS  62-66
  6.1 引言  62
  6.2 主要思想  62
  6.3 算法流程图  62-63
  6.4 算法描述  63-65
    6.4.1 过程A1  63-64
    6.4.2 过程B1  64
    6.4.3 过程B2  64
    6.4.4 过程B3  64
    6.4.5 过程C  64-65
  6.5 本章小结  65-66
第七章 实验系统与结果分析  66-72
  7.1 DT-GS调度算法实验  66-68
    7.1.1 实验方法  66
    7.1.2 实验结果  66-68
  7.2 DT-JVM系统实验  68-71
  7.3 本章小结  71-72
结论  72-74
参考文献  74-79
攻读硕士学位期间取得的研究成果  79-80
致谢  80

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机软件 > 程序设计、软件工程 > 软件工程 > 软件开发
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