[发明专利]一种基于异步检查点的多线程软件动态升级方法

权利要求书

1.一种基于异步检查点的多线程软件动态升级方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取待升级软件的新旧版本，分别提取新旧版本中的项目源文件，并分别将该新旧版本的项目源文件整合；

(2)对整合后的新版本的项目源文件和旧版本的项目源文件进行对比，以生成初级补丁；

(3)将异步检查点插入初级补丁中，以生成动态升级补丁，其中异步检查点中保存了待升级软件的新旧版本的延续点的映射关系；

(4)将生成的动态升级补丁加载到运行中的待升级软件的旧版本中；

(5)接收用户的初始化请求，并根据该初始化请求使用动态升级补丁中待更新的函数名查找内存中对应的函数体，并将步骤(3)中的异步检查点插入该函数体中；

(6)接收用户的应用请求，并根据该应用请求利用异步检查点算法使待升级软件中的所有线程达到阻塞状态；

(7)对于待升级软件中的线程中未被使用和执行的函数及变量，采用二进制重写的方式实现函数的间接跳转，对于待升级软件中的线程中正在使用和执行的函数及变量，采用堆栈重构的方式进行映射和状态转换；

(8)根据动态升级补丁中异步检查点中保存的新旧版本的延续点的映射关系恢复执行所有线程，过程结束。

2.根据权利要求1所述的多线程软件动态升级方法，其特征在于，步骤(1)是采用通用中间语言中的合并功能进行项目源文件的整合。

3.根据权利要求1所述的多线程软件动态升级方法，其特征在于，步骤(5)将异步检查点插入函数体中是利用动态插桩方式，插入函数体的位置是位于该函数体的头部、循环体的开头、函数调用之前。

4.根据权利要求1所述的多线程软件动态升级方法，其特征在于，步骤(6)具体包括以下子步骤：

(6-1)接收用户的应用请求，该应用请求中包括待更新软件的进程ID、以及步骤(3)中动态升级补丁文件的路径；

(6-2)初始化空的第一映射表和第二映射表，其中第一映射表表示线程已经获得的临界变量以及协助动态升级的锁，第二映射表表示线程希望获得的临界变量以及协助动态升级的锁；

(6-3)通过包装替换系统调用来追踪线程的共享临界变量和协助动态升级的锁，当系统每次对共享临界变量和协助动态升级的锁有操作时，查找步骤(6-2)中的第一映射表和第二映射表，然后进入步骤(6-4)，若没有则将临界变量名和协助动态升级的锁的名称添加到第一映射表和第二映射表中，并在每个变量或锁的后面添加对其操作的线程ID，然后进入步骤(6-4)；

(6-4)判断线程是占用协助动态升级的锁，还是占用共享临界变量，如果是前者则先将其线程ID添加到第二映射表中，如果第一映射表中协助动态升级的锁没有线程ID，则将其线程ID添加到第一映射表中协助动态升级的锁后面，并将该线程标记为协助状态，如果第一映射表中协助动态升级的锁有线程ID将该线程标记为阻塞状态；如果是后者则先将其线程ID添加到第二映射表中，如果第一映射表中对应的共享临界变量没有线程ID，则将其线程ID添加到第一映射表中该共享临界变量的后面，并将该线程标记为协助状态，如果第一映射表中对应的共享临界变量有线程ID将该线程标记为阻塞状态；

(6-5)持续检查所有线程的状态，当发现没有线程处于run状态时，则将标记为协助状态的线程阻塞，此时所有线程都进入阻塞状态，通知系统可以进行后续的动态升级操作。

5.一种基于异步检查点的多线程软件动态升级系统，其特征在于，包括：

第一模块，用于获取待升级软件的新旧版本，分别提取新旧版本中的项目源文件，并分别将该新旧版本的项目源文件整合；

第二模块，用于对整合后的新版本的项目源文件和旧版本的项目源文件进行对比，以生成初级补丁；

第三模块，用于将异步检查点插入初级补丁中，以生成动态升级补丁，其中异步检查点中保存了待升级软件的新旧版本的延续点的映射关系；

第四模块，用于将生成的动态升级补丁加载到运行中的待升级软件的旧版本中；

第五模块，用于接收用户的初始化请求，并根据该初始化请求使用动态升级补丁中待更新的函数名查找内存中对应的函数体，并将第三模块中的异步检查点插入该函数体中；

第六模块，用于接收用户的应用请求，并根据该应用请求利用异步检查点算法使待升级软件中的所有线程达到阻塞状态；

第七模块，用于对于待升级软件中的线程中未被使用和执行的函数及变量，采用二进制重写的方式实现函数的间接跳转，对于待升级软件中的线程中正在使用和执行的函数及变量，采用堆栈重构的方式进行映射和状态转换；

第八模块，用于根据动态升级补丁中异步检查点中保存的新旧版本的延续点的映射关系恢复执行所有线程，过程结束。