[发明专利]一种基于有向无环图分层的工作流调度方法及装置

权利要求书

1.一种基于有向无环图分层的工作流调度方法，其特征在于，包括以下步骤：

将输入的工作流转换为DAG图，DAG图中每个工作结点对应多个服务资源；

从工作结点对应的多个服务资源选择时间最短的服务，基于选择的结果得到DAG图的关键路径，将关键路径分层划分，得到多个并行层的DAG图；

根据工作流的截止时间与工作流执行时间的差值，得到工作流宽裕时间，所述工作流执行时间为关键路径服务资源执行时间之和，将工作流宽裕时间按各并行层任务数量比例进行分配得到各层宽裕时间，基于各层宽裕时间，以及各并行层关键结点的最早开始时间和最晚完成时间，构建各并行层的时间窗口；

采用马尔科夫决策算法，基于各并行层的时间窗口，对各并行层的DAG图中工作结点分配服务资源，形成各并行层的多个服务资源链队列，完成离线状态DAG图构建；

通过在线动态调度离线状态DAG图，采用分级选择方法，对所述的各并行层的多个服务资源链队列进一步选择，得到各并行层的最优服务资源链队列，完成工作流的服务资源调度。

2.根据权利要求1所述的基于有向无环图分层的工作流调度方法，其特征在于，所述的将输入的工作流转换为DAG图，具体步骤为：

将输入的工作流分配为多个工作结点，各工作结点之间的前后依赖关系为有向边；

每个工作结点对应多个服务资源，所述服务资源包括执行时间，服务资源参数和物理域标识，不同物理域内服务之间切换的所需的时间为通信时间，提取各工作结点的服务资源参数，所述服务资源参数包括服务执行费用、失效概率或可替换服务，通过服务资源参数，对多个服务资源进行K-means聚类；

基于所述工作结点，有向边和每个工作结点对应的多个服务资源构建DAG图。

3.根据权利要求1所述的基于有向无环图分层的工作流调度方法，其特征在于，所述的将关键路径分层划分，具体步骤为：

将关键路径进行分层，每一层具有一个关键结点，以及与所述关键结点并行执行的一个或多个关联结点，所述每一层内一个或多个关联结点的执行时间位于所述关键结点的时间窗内。

4.根据权利要求1所述的基于有向无环图分层的工作流调度方法，其特征在于，所述的各层宽裕时间为：

其中，st为工作流宽裕时间，|V|工作流总层数，|PL_j|为第j层任务数量。

5.根据权利要求2所述的基于有向无环图分层的工作流调度方法，其特征在于，所述的构建各并行层的时间窗口包括：的最早开始时间最晚完成时间为：

其中，PL_j表示第j层工作结点集合，KT_j为第j层关键工作结点集合，表示工作结点T_j的最早开始时间，表示工作结点T_j的最晚完成时间，T_k为第j层工作结点与第j层关键工作结点的交集工作结点，k为交集工作结点索引，为交集工作结点的最早开始时间，为交集工作结点的最晚完成时间。

6.根据权利要求1所述的基于有向无环图分层的工作流调度方法，其特征在于，所述的通过在线动态调度离线状态DAG图的步骤包括：

每一并行层服务资源执行完毕后，基于工作执行时间的动态变化，采用动态规划法，对后续并行层宽裕时间进行动态更新，基于动态更新结果，重新确定各并行层时间窗口；

基于每一并行层的时间窗口的动态调整，采用马尔科夫决策算法，对后续并行层重新选择服务链队列。