[摘要]計算系統軟件抗衰技術是隨着計算機技術的發展衍生出的一個新的研究方向,屬於計算機應用研究領域。它涉及系統性能檢測、故障診斷、軟件工程及可靠性分析等方面,主要針對當前計算機執行過程中普遍出現的性能衰退現象,研究其原因、檢測和評價方法、軟件抗衰策略及實現技術。本論文主要探討了當前軟件抗衰技術中存在的幾點問題。
[關鍵詞]軟件抗衰 軟件工程 計算機軟件
一、引言
軟件的體系結構爲軟件系統的構造、行爲和關鍵性質提供了一個高層的抽象,這種抽象包括對構成系統的元素的描述,對元素間交互的描述,對元素間組成模式的描述,以及對模式上的約束的描述。實現抗衰或自愈的軟件系統展示了能在執行時自適應以應對資源變動,系統故障等情況的能力,這種能力恰好是建立在這種對於軟件系統的高層抽象上的。
二、系統性能的監控和採集
系統性能的監控和性能數據的採集是實現系統抗衰的數據來源,是一個必不可少的環節,因此需要設計一個能適應於分佈式計算環境,並且儘可能少的干擾所監控計算節點,可擴縮的性能監控工具。
目前軟件系統正變的越來越複雜,龐大,能夠反映出系統性能的參數有成千上百,爲了能夠實時的獲悉軟件系統所處的狀態,需要高頻率的採集性能參數數據,這對監控工具的性能數據採集、編碼、傳輸、存儲提出了更高的要求。此外,隨着軟件抗衰粒度的細化,僅有系統級的監控已經不能滿足要求,因此需要監控工具能夠實現進程級,甚至於線程級的性能監控,從而爲細粒度的抗衰策略的研究提供數據支援。
度量系統性能狀況的資源耗費參數有很多,各種資源耗費參數對於整體性能的影響是各不相同的,因此還需要對所確定的資源參數的權重進行分析。要確定可以衡量一個計算系統的性能的系統資源參數已不是很容易的問題,要分析其權重給出一個計算系統的合理的評價標準便更加困難,目前尚未檢索到有關這方面的研究報告,但是這方面的工作是非常必要的,它會影響到後期的策略制定。
三、系統性能衰退的檢測和量化
軟件系統執行時的狀態像人的狀態一樣可粗略的劃分爲“健康”,“亞健康”和“不健康”等三大狀態,狀態劃分的標準以及如何來量化是需要解決的問題。因爲它是抗衰策略的制定和實施的重要依據;同時“不健康”狀態有着一個比較龐大的範圍,也需要進一步細化,需要細粒度的刻畫衰退狀態,劃分衰退的範圍,爲細粒度的抗衰提供支援。目前這方面的研究主要是透過檢測軟件系統資源的佔用和釋放情況、服務的響應時間和響應率來驗證軟件衰退出現,但不能給出進一步更爲細緻的量化。
四、系統性能的預測
軟件系統的實時性能狀態能透過選擇性能參數來刻畫,透過性能衰退的檢測和量化確定,但光有系統狀態的歷史數據和實時數據對於軟件抗衰是不夠的,這是因爲軟件系統未來的負載資訊和性能狀態對於抗衰決策的制定同樣有着重要的影響,需要根據它們做出合理的.抗衰決策,從而降低抗衰成本,同時提高可用性。目前這方面的研究工作主要集中是採用線性預測方式預測各種系統資源耗盡的時間估計,這種方式往往難於刻畫真正的衰退趨勢,誤差較大,因此有必要開展這方面的研究工作,提出符合精確性更高的預測方式。
五、軟件抗衰策略決策