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)故障后恢復程序狀態(tài)繼續(xù)執(zhí)行。由于文件操作在應用程序中的普遍性，支持文件回卷對于檢查點技術來說是十分必要的。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，有效保證了程序回卷恢復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的保存恢復策略，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。

關鍵詞：計算機軟件；文件檢查點；行為特征；回卷恢復；一致性；檢查點間隔

0引言

隨著信息技術的發(fā)展，人們對計算機的依賴性日益增強。科學計算、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用場景提供了便利的解決方案。

文件讀寫是應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)文件的可恢復性是至關重要的。文件檢查點能夠提供文件數(shù)據(jù)內容的正確恢復，使得程序回卷到上一個檢查點時，文件內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)內容能夠解決這一問題，但是由于實際應用中大文件越來越多，保存文件內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，讓檢查點技術更為實用。endprint