[发明专利]一种应用于函数式编程的树状模型任务管理系统

说明书

本发明公开了一种应用于函数式编程的树状模型任务管理系统，包括函数式编程的函数模型表述、任务管理系统、数据管理系统。表述函数式编程的树状模型被计算机解析后，由任务管理系统依据树状结构创建任务节点，对任务节点进行运行时管理，任务运行时所需要读取的数据以及输出的数据，由数据管理系统统一分配及管理。本发明以树状结构对运行时任务进行管理，即在任务运行时，依据树状结构的依赖关系，调度任务的运行顺序，即为每一个树节点创建子任务，当子任务完成时，将子任务的输出传递至父节点任务作为输入，并唤醒父节点任务继续执行运算，父子节点间依据函数连接关系存在依赖关系，非直系亲缘树节点不具有依赖关系，可作为并行计算任务执行。

技术领域

本发明涉及计算机并行计算领域，特别涉及一种应用于函数式编程的并行任务管理系统。

背景技术

多线程处理器的出现使得计算机进行并行任务执行变成可能，而共享内存技术的实现为多线程间的数据共享提供了有效途径。

函数式编程已被证明与图灵机模型具有同等的描述能力。函数式编程具有无状态，无副作用等特性，使其更适用于并行化处理。目前的函数式编程应用包括：在编程语言层次实现完全的函数式编程；利用部分函数式编程特性实现的集群计算平台。

在编程语言层次实现完全的函数式编程。该方法对于过程式编程的开发者来说难以学习，同时纯粹的函数式编程在许多场景下有局限性。

现有技术中利用部分函数式编程特性实现的集群计算平台，利用部分函数式编程的特性，如无副作用即不对数据进行修改等，实现并行计算。这些计算平台大部分对业务逻辑的限制较大，以实现较高的效率。同时，这些平台并非完整的函数式编程支持，有一些其他函数式编程的特性没有加以应用。

综上所述，现有技术的函数式编程应用具有难以学习，应用受限，实现不完全等缺陷。

发明内容

本发明提供的一种应用于函数式编程的树状模型任务管理系统，用以解决现有技术实现不完全，应用受限的问题，具体技术方案如下。

一种应用于函数式编程的树状模型任务管理系统，其包括以树状结构进行函数式编程的函数模型表述，与上述表述对应的任务管理系统，以及用于管理输入输出数据的数据管理系统；表述函数式编程的树状模型被计算机解析后，由任务管理系统依据树状结构创建任务节点，对任务节点进行运行时管理，任务运行时所需要读取的数据以及输出的数据，由数据管理系统统一分配及管理；所述函数式编程中函数的树状表述将函数式编程中的函数输入输出连接关系以树状模型描述，该描述记载在可被计算机理解的文件中，由所述的树状模型任务管理模块进行处理。

进一步的，所述树状模型任务管理模块依据树状表述创建对应的任务节点，任务节点之间具有与数状模型描述一致的树状结构；在树状的任务节点结构中，树的父子关系表示了函数的输入输出依赖关系，即树结构中子节点任务的输出作为父节点任务的输入；在树状的任务节点结构中，非直系亲缘关系的节点不具有依赖关系，可进行并行化计算。

进一步的，所有任务节点满足输出只依赖于输入，与所有外部状态无关；所有任务节点满足运算过程只产生输出，不修改任何数据。

进一步的，所述数据管理模块在任务节点执行计算时，为任务节点提供输入数据的实体，供任务节点进行读取；当任务节点产生输出时，创建输出数据所需要的内存空间，用以记录任务节点输出结果；数据一旦生成，保持只读性，不再进行任何数据修改；即任务节点除了产生输出数据外，不对任何数据进行修改。

进一步的，对于不再需要的数据，由所述数据管理模块进行销毁；同一份数据可同时被多个任务节点读取。

所述函数式编程中函数的树状表述中，g(f(x))的函数连接关系，g函数在模型中作为父节点，f函数在模型中作为子节点，意为子节点函数的输出作为父节点函数的输入。