[发明专利]一种基于多GPU的强连通图检测方法

权利要求书

1.一种基于多GPU的强连通图检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

加载图数据并统一存储格式；

对图数据进行预处理，包括按照分区个数进行图分割并进行分区保存，对相互链接的处于不同分区的顶点进行复制顶点处理；

将预处理好的数据存入多个GPU中，以复制顶点为中心进行广度优先遍历并记录复制边信息；

将复制边传回CPU，利用Tarjan算法检测强连通图并标记属于同一个强连通图的顶点；

将标记的顶点传回上述多个GPU中，所有GPU同时并行执行利用FB-Reinfore算法进行强连通图检测，包括：复制顶点处的强连通图检测，非复制顶点处的数据并行的强连通图检测，以及非复制顶点处的任务并行的强连通图检测。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，图数据包括的信息有顶点数、边数、每条边的头顶点和尾顶点的编号。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将图数据以CSR格式进行统一存储，包括以下步骤：

申请比边数大1的链接顶点数组C和比顶点数大1的链接顶点位置数组R；

在数组C中依次存储以每个顶点为头顶点的所有边的尾顶点信息，数组C的最后一个元素赋为空值；在数组R中，第i个元素存储以第i个顶点为头顶点的所有边的第一个尾顶点的在数组C中的位置信息，最后一个元素存储数组C中最后一个元素的位置。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，预处理的步骤包括：

将图数据进行图分割后，得到每个顶点所对应的分区编号与每个分区的顶点个数，将分区编号按照顶点序号读入一数组P中，该数组P的第i个元素记录了顶点i所属的分区编号；

根据设备的GPU总数N，申请数组C_i、数组R_i、复制点标记数组M_i和对应于分区的顶点标记数组V_i，其中1≤i≤N；

对于图数据中遍历到的每个顶点，根据数组P中记录的顶点的分区号，将顶点记入所在分区的数组V_i中，将该顶点的链接顶点情况记录到数组C_i和数组R_i中；

如果一顶点j链接到的某个顶点k属于其他分区，则将该顶点k也存入顶点j对应的数组V_i中，并将顶点j标记为复制顶点，在数组M_i中顶点j所对应位置标记为1，在顶点k所属的分区中将顶点k也标记为复制顶点；如果顶点j链接到的所有顶点均属于顶点j所在分区，则在数组M_i中顶点j所对应位置标记为0。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，以复制顶点为中心进行广度优先遍历并记录复制边信息为所有GPU并行运行，包括以下步骤：

对于存储于第i个GPU中的每个顶点，如果某个顶点j在数组M_Gi中的标记为1，则进行以顶点j为中心的广度优先遍历；

如果所遍历到的顶点k不属于当前分区或者顶点k在数组M_Gi中的标记为1，则将顶点组(j,k)做为新的边存入数组E_Gi中；

重复以上的两个步骤，直到每个GPU上的所有顶点被检测完。