[发明专利]一种云计算环境下应用任务流调度方法

说明书

本发明涉及一种云计算环境下应用任务流调度方法，基于应用所对应的应用有向图，将工作流调度调度方法分为两部分，第一部分是子任务划分算法，按应用的结构将子任务划分为不同的任务集合；第二部分是子任务分配算法，该算法找出位于关键路径上的关键子任务、维护一张可用的已排序的虚拟机列表，在每个任务集合中找出符合条件的子任务加入待分配子任务集合并排序；然后将待分配子任务集合中的子任务分配给相应的虚拟机，直到所有的子任务都被分配完毕，能够更好地处理数据密集型应用。

技术领域

本发明涉及一种云计算环境下应用任务流调度方法，属于云计算技术领域。

背景技术

随着Internet网络技术的发展和计算机技术的不断提高，网络中传输和处理数据的能力直线增长。人们希望获得一种直接、便捷的计算处理方式，不需要安装应用软件，只要连接互联网，就可以利用连接在网络中的空闲的计算机资源进行任务处理。

云计算是即并行计算、分布式计算和网格计算之后的又一种新型的计算模式。在一个云计算系统中，计算资源被整合成资源池向外提供按需分配的服务。在这种场景下，一个应用可能不仅访问位于本地的数据，而且与部署于其它地理位置遥远的服务器上的应用存在通信。一个云计算系统拥有大量的计算资源，一个云数据中心可以包含成千上万个服务器。

工作流调度是指将工作流中的任务映射到合适的资源并管理其运行，它不同于一般的任务调度，在调度时不仅要考虑为任务选择一个最佳资源，还要考虑各个任务之间的时序与因果的约束条件，以及协调各个任务的执行来获取最终的执行结果。

工作流调度问题是云计算中的一个重要问题，直接关系到云服务的稳定性、资源的使用效率、用户的满意程度和运营成本。

计算资源管理和虚拟机放置一直是云计算系统中的重要问题。虚拟机放置问题是一个N维的装箱问题的变种，也是NP问题。这种问题无法在多项式级的时间内解决。研究者们在这个领域做出了巨大的努力。总的来说，当前的虚拟机放置算法大多专注于提高计算资源使用效率；使用数据管理策略或者缓存或者副本等，来缩短数据访问延时；完善服务器负载均衡；减少能耗。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于应用有向图，能够通过缩短关键路径长度，实现缩短整个应用总体完成时间，提高工作效率的云计算环境下应用任务流调度方法。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种云计算环境下应用任务流调度方法，用于针对目标应用所包含的各个子任务进行调度实现云计算处理，包括如下步骤：

步骤A.基于目标应用的各个子任务，构建应用有向图，并根据应用有向图，以入度为零的子任务为起点，结合子任务之间的后继联系，获得各个子任务序列集合，并针对所有子任务序列集合，构建目标应用子任务集合，然后进入步骤B；

步骤B.针对云计算环境中的各个空闲虚拟机，分别获得各个空闲虚拟机的CPU频率，并针对所有空闲虚拟机，按CPU频率进行非增顺序排序，构建空闲虚拟机排序列表AVM，然后进入步骤C；

步骤C.针对目标应用子任务集合，分别提取各个子任务序列集合中入度为零的子任务，构建或加入至待分配子任务集合AST中，同时删除各个子任务序列集合中被提取的子任务，更新各个子任务序列集合，然后进入步骤D；

步骤D.针对待分配子任务集合AST中的各个子任务进行随机排序，更新待分配子任务集合AST，然后进入步骤E；

步骤E.根据待分配子任务集合AST中各个子任务的排序，以及空闲虚拟机排序列表AVM中各个虚拟机的排序，针对待分配子任务集合AST中的所有子任务，依次将各个子任务分别一一对应分配给各个虚拟机进行处理，同时删除空闲虚拟机排序列表AVM中已分配的各个虚拟机，以及清空待分配子任务集合AST，然后进入步骤F；