一種基于行為特征的文件檢查點優(yōu)化策略

周益帆　吳詠

摘要：檢查點機制是高性能計算平臺的一項重要特性。它能夠在程序運行的某一時刻保存程序的運行狀態(tài)，并在系統(tǒng)故障后恢復(fù)程序狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行。由于文件操作在應(yīng)用程序中的普遍性，支持文件回卷對于檢查點技術(shù)來說是十分必要的。文件數(shù)據(jù)備份可以使文件在回卷后恢復(fù)到正常狀態(tài)，但是開銷太大。本文提出了一種基于行為特征的文件檢查點優(yōu)化策略（BBFC），能夠提供文件數(shù)據(jù)的正確恢復(fù)，有效保證了程序回卷恢復(fù)到上一個檢查點時文件狀態(tài)與進程其它狀態(tài)保持一致。BBFC對文件行為特征進行分類，并根據(jù)這些行為特征采取相應(yīng)的保存恢復(fù)策略，從而在很大概率上減少了檢查點間隔需要保存的文件內(nèi)容，降低了文件檢查點的時間、空間開銷。它對用戶透明，簡單易用。

關(guān)鍵詞：計算機軟件；文件檢查點；行為特征；回卷恢復(fù)；一致性；檢查點間隔

0引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，人們對計算機的依賴性日益增強?？茖W(xué)計算、數(shù)據(jù)分析、信息處理等各種問題的解決都離不開計算機，計算機系統(tǒng)的可靠性也越來越受到廣泛關(guān)注。檢查點機制作為系統(tǒng)容錯的一項重要手段，能夠在進程運行的某一時刻保存當(dāng)時進程的運行狀態(tài)到磁盤文件，并在需要的時候從保存的磁盤文件中恢復(fù)進程狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行下去。檢查點機制能夠避免在系統(tǒng)故障后程序從頭開始執(zhí)行帶來的計算損失，也給無法滿足長時間占用計算資源的應(yīng)用場景提供了便利的解決方案。

文件讀寫是應(yīng)用程序的一個普遍行為。很多程序在正常運行時離不開對數(shù)據(jù)的處理和對文件的訪問，因此在檢查點中實現(xiàn)文件的可恢復(fù)性是至關(guān)重要的。文件檢查點能夠提供文件數(shù)據(jù)內(nèi)容的正確恢復(fù)，使得程序回卷到上一個檢查點時，文件內(nèi)容與進程的其它狀態(tài)保持一致。在檢查點中包含文件數(shù)據(jù)內(nèi)容能夠解決這一問題，但是由于實際應(yīng)用中大文件越來越多，保存文件內(nèi)容所帶來的開銷不容忽視。

本文提出了一種基于行為特征的文件檢查點優(yōu)化策略，可以在很大概率上減少檢查點間隔需要保存的文件內(nèi)容，從而大大減小了因文件檢查點給系統(tǒng)正常運行帶來的額外開銷，讓檢查點技術(shù)更為實用。endprint