[发明专利]一种基于加权依赖图的并发程序执行轨迹静态简化方法

权利要求书

1.一种基于加权依赖图的并发程序执行轨迹静态简化方法，其特征在于，针对原始的并发程序执行轨迹，计算轨迹中所有事件的依赖关系，然后，根据事件的依赖关系构造初始的加权依赖图，进而在不打破事件依赖关系的前提下对初始的加权依赖图进行化简，最终选择已有的拓扑排序算法对简化后的加权依赖图进行拓扑排序，生成一个线性序列，即简化后的并发程序执行轨迹；该方法包括下列步骤：

1）事件依赖关系计算；

定义1：两事件的依赖关系总体分为本地依赖和远程依赖；

本地依赖：表示相邻两事件被同一个线程调用；

远程依赖：表示相邻两事件被两个不同线程调用；

定义2：两事件远程依赖可分为冲突依赖和同步依赖；

从原始轨迹中的每相邻两个事件开始，依次判断两事件是否属于同一线程，将其分为本地依赖和远程依赖，如果是被同一个线程调用，则为本地依赖，否则，则为远程依赖；远程依赖可以进一步根据事件类型分为冲突依赖和同步依赖，冲突依赖的两个事件必须至少有一个为写访问，包括读写依赖、写读依赖和写写依赖，同步依赖包括解锁加锁依赖、线程创建开启依赖、线程退出结束依赖和唤醒等待依赖，依此将其分别加入到相应的依赖关系列表中；

2）加权依赖图构建；

使用步骤1）计算的事件依赖关系，按轨迹中事件的顺序，用本地边和远程边连接事件，构成一个初始的加权依赖图，构建依赖图过程中每添加一条本地边和远程边则更新节点度，进而更新本地边的权值；

3）加权依赖图简化；

加权依赖图简化是一个迭代的过程，每次迭代从步骤2）构建好的初始加权依赖图中选择具有最小权值的本地边，判断其是否符合合并条件，如果从入节点到出节点除了本地边以外是不可达的，则说明在这两个节点之间没有其他依赖事件，可以合并，否则不能合并，合并后更新相关节点的度和相关边的权重，迭代进行直到所有的局部边被检查一遍，则加权依赖图化简过程结束；

4）拓扑排序；

对于步骤3）获得的简化后的加权依赖图，使用已有的拓扑排序算法生成一个线性序列，该序列则为最终的简化后并发程序执行轨迹，轨迹中事件的发生顺序仍遵守原始轨迹中的依赖关系，且轨迹中含有最少的上下文切换。

2.根据权利要求1所述的基于加权依赖图的并发程序执行轨迹静态简化方法，其特征在于，在步骤2）中，对原始轨迹中的所有事件根据步骤1）中计算的依赖关系构建初始的加权依赖图；只有当出现远程依赖时才新创建一个本地事件节点，否则加入到原来的本地事件节点中；每添加一条本地边和远程边要更新节点度，进而更新本地边的权值。

3.根据权利要求1所述的基于加权依赖图的并发程序执行轨迹静态简化方法，其特征在于，在步骤3）中，对初始的加权依赖图进行化简，生成简化后的加权依赖图；具体步骤如下：迭代地选择具有最小权值的本地边，判断该本地边两端的节点能否合并，即除了该本地边以外是否可达，只有在不可达的情况下，才可以进行合并，然后更新相关节点的度和相关边的权值，直到所有本地边都被检查一遍，即依赖图中没有可以合并的本地边。

4.根据权利要求1所述的基于加权依赖图的并发程序执行轨迹静态简化方法，其特征在于，在步骤4）中，对于一个简化后的加权依赖图，生成一个满足所有事件依赖关系的线性序列；具体步骤如下：针对简化后的加权依赖图，选择一个拓扑排序算法，然后根据选定的拓扑排序算法生成相应的线性序列，该序列即为简化后的并发程序执行轨迹，它满足原始轨迹中所有事件的依赖关系，且具有最少的上下文切换。