[发明专利]一种基于带宽自适应代码迁移的移动设备节能方法

摘要

本发明提出一种基于带宽自适应代码迁移的移动设备节能方法，通过对移动应用程序进行静态和动态分析，构造出一种加权对象关系图，从而将程序分割问题转化为对象关系图分割问题；将移动环境中变化的带宽看作一个变量，提出基于运行时间和能量最优的目标模型；针对程序分割优化模型提出带宽自适应的分支定界程序分割法（BBAP）和基于最小割的贪心程序分割法（MCGAP）；最后基于所得到的分割方案实现移动应用程序在移动设备和服务器间的代码迁移和分布式执行。本发明方法能够有效缩短移动应用程序的运行时间，降低移动设备的电能消耗，并对带宽变化具有良好的适应性。

主权项

1.一种基于带宽自适应代码迁移的移动设备节能方法，在移动环境带宽不断变化的情况下，其特征在于，该移动设备节能方法通过下面步骤实现：步骤1：构造加权对象关系图，具体是：首先，进行静态程序分析，根据程序的方法调用关系，构造程序初始的对象关系图，对象关系图中的各节点和边分别对应程序中的对象和对象间的调用关系；然后，通过动态程序分析获得对象关系图中各节点对象的运行时间以及每条边的通信数据量，得到加权对象关系图；步骤2：基于加权对象关系图，将带宽作为一个变量，建立基于运行时间和耗电量的程序分割优化模型，具体是：令x_i标识节点i的运行位置，x_i=1和x_i=0分别表示节点i在移动设备和服务器端运行，程序分割方案表示为X＝{x₁,x₂,…,x_n}，n为加权对象关系图中的节点个数，则程序分割优化模型的目标在于求得最优分割方案满足X_P为模型求解空间，b表示当前带宽，W(X,b)表示当前带宽为b时程序分割方案X的优化模型，具体定义如下：W(X,b)＝w_t×T(X,b)/T_Local+w_e×E(X,b)/E_Local其中，T_Local和E_Local分别表示程序全部运行在移动设备的运行时间和耗电量；w_t和w_e分别表示运行时间和耗电量的权重，且满足w_t+w_e＝1；T(X,b)和E(X,b)分别表示当前带宽为b时采用程序分割方案X的程序运行时间和耗电量；所述的模型求解空间X_P定义为：其中，带宽阈值b_l为满足概率P(b≥b_l)≥P_c的最大带宽值，P_c为所设定的概率阈值；为带宽b_l下最优程序分割方案对应的优化模型值；经验常数a＞0；步骤3：进行带宽自适应程序分割，在节点个数n不超过200时，采用分支定界程序分割方法寻找最优分割方案，在节点个数n大于200时，采用基于最小割的贪心方法来寻找最优分割方案；所述的分支定界程序分割方法基于分支定界深度优先搜索法，深度搜索的约束条件包括：1）程序分割方案在当前带宽b下对应的优化模型值小于当前保存的优化模型的最小值；2）程序分割方案在带宽阈值b_l下的模型目标值不高于所设定模型上限值所述的基于最小割的贪心方法，利用Stoer-Wagner最小割算法求得带宽为b和b_l时对应的运行在移动设备的节点集合C_b和运行在服务器端的节点集合令待分割节点对V'中节点进行分割，采用Stoer-Wagner最小割算法中的最大邻接值排序算法对节点进行排序，然后基于贪心策略，同时根据与分支定界程序分割方法中相同的深度搜索的约束条件选取最优分割方案；步骤4：根据得到的最优分割方案，实现程序在移动设备和服务器间的代码迁移和分布式执行。