[发明专利]一种关于类PLL最短路距离查询算法的并行化加速方法

权利要求书

1.一种关于类PLL最短路距离查询算法的并行化加速方法，其特征在于，根据硬件特性，结合合理的内存共享、加锁、线程通信手段，使得原本串行特征强烈的算法实现高效的并行化，具体步骤如下：

（一）预处理阶段，根据硬件确定对应线程数目，以充分发挥硬件特性；

获取当前处理器的核心数K，读取图的结构并保存在GraphV, E中，将结点按照度数由小到大的顺序存放于集合V中；V为结点集合，以度由大到小顺序存放，E为边的集合；

（二）索引构建阶段，通过共享内存来实现并行化的搜索剪枝；

设索引LABEL是一个集合{LABEL[v], v∈V}，其中LABEL[v] 是一个集合{ LABEL[v][t] =pairt, dis(v,t), t∈V }；索引LABEL的构建过程，开始，根据预处理阶段所获得到的核心数K开启对应数目的线程，从所有未处理结点中挑出优先级最高的对应数目的结点v1，v2， …，vK，并将每个结点作为搜索起点，每个线程处理一个起点，进行搜索操作逐步完成索引的构建，这是一个并行化的过程；

在搜索过程中，线程间共享当前计算好了的索引LABEL，用于搜索过程的剪枝依据；在各个线程结束后，合并新增加的索引到总的索引列表LABEL中，重复执行上述搜索过程，直到所有的结点都被处理完；

（三）询问查询阶段，合并具有相同端点的询问以减少冗余计算，再并行化处理不同端点的查询；

询问查询阶段开始，先对批量询问进行分析和处理，排序，再通过类似归并的手段将所有询问列表处理成两种类型：具有共同端点的询问组与不具备共同端点的询问组；将具有共同端点的询问组记为：{(A，B1)，(A，B2)，(A，B3)， …} ，其具有共同端点A；不具备共同端点的询问组记为：{(A1, B1), (A2, B2), (A3, B3) …} ；

对于具有共同端点的询问组，先查询共同端点A的索引，即LABEL[A]，并保存，再开启对应核心数总数的线程并行化查询所有另一端B1，B2，B3，…的索引，得出最短路的距离；

对于不具有共同端点的询问组，直接开启对应数目的线程进行索引查询，即并行化查询A1与B1, A2与 B2, A3 与B3, …的索引，此时LABEL被所有线程共享，只进行读操作无需加锁。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，询问查询阶段，用于最短距离查询，其过程是根据索引构建阶段的结果，遍历两个端点的索引，找到它们所有的共同索引信息作为中间结点，每找到一个中间结点时，计算两段：起点与中间结点、中间结点与终点，的距离之和，最后在所有结果中取出最小值，就是最终答案。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述中间结点为路由器或者网关代理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的并行化搜索过程里的剪枝过程，关于索引LABEL的读取是所有线程共享的，整个过程以核心数为一组，一次并行后更新总索引，再进入下一轮直到所有结点被处理完。

5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于具有共同端点的询问组，先查询共同端点A点的索引，再通过并行化查询B1, B2, B3, …的索引，这个过程中，索引LABEL是被所有线程共享的，线程数目等于核心数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过并行化查询A1与B1, A2与 B2,A3 与B3, …的索引，这个过程中，索引LABEL是被所有线程共享的，线程数目等于核心数。