CN104978235A - 一种基于使用频率预测的负载均衡方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于使用频率预测的负载均衡方法针对多核CPU，首先运行一个进程，记录进程运行期间多核CPU中各CPU的频率分布信息，根据所述频率分布信息得出各CPU的使用频率信息，同时记录各CPU的利用率信息；然后根据得到的各CPU使用频率信息和利用率信息，由所述使用频率信息，获取使用频率满足进程的运行条件的第二CPU；由所述利用率信息，从第二CPU中获取利用率最低的第一CPU；最后将进程配置到所述第一CPU中运行。本发明进行多核CPU负载均衡时，考虑到各CPU的利用率和使用频率，避免了在进行多核CPU负载均衡后，某CPU中由于增加了新配置的进程，使得CPU的利用率过大且超过上限利用率，而使得该CPU的使用频率也随之增加，进而导致增加功耗的问题。

Description

一种基于使用频率预测的负载均衡方法
技术领域
本发明公开一种基于使用频率预测的负载均衡方法，涉及计算机CPU负载均衡技术领域。
背景技术
处于功耗的考虑，尤其是嵌入式设备的电池供电能力有限，现代CPU往往利用DVFS(Dynamic voltage and frequency scaling，动态电压频率调整)机制对CPU的频率进行动态调整，在保证性能的情况下降低功耗。而CPU频率的调节，是以CPU的利用率为基础的，具体包括：当CPU的利用率大于上限利用率时，增大该CPU的频率，当CPU的利用率小于下限利用率时，减小该CPU的频率。其中，利用率是指CPU工作时间与统计的总时间的比率。
在DVFS机制下，多核CPU间负载均衡方法主要是建立在调度域的基础上，即以CPU运行队列的权重为考虑因素，运行不同级别域内的负载均衡。
但是，上述多核CPU间负载均衡方法会导致CPU利用率不均衡，使得利用率高的CPU由于其频率增大而增大功耗，如果是同步CPU，所有CPU频率都会增大，导致更大程度的增加功耗。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供了一种基于使用频率预测的负载均衡方法，解决了多核CPU间负载均衡后，功耗的增加的问题。
本发明的具体技术方案是：
一种基于使用频率预测的负载均衡方法，针对多核CPU，具体步骤包括：
步骤一：运行一个进程，记录进程运行期间多核CPU中各CPU的频率分布信息，根据所述频率分布信息得出各CPU的使用频率信息，同时记录各CPU的利用率信息；
步骤二：根据步骤一得到的各CPU使用频率信息和利用率信息，由所述使用频率信息，获取使用频率满足进程的运行条件的第二CPU；
由所述利用率信息，从第二CPU中获取利用率最低的第一CPU；
步骤三：将进程配置到所述第一CPU中运行。
作为本发明的进一步优化方案，所述使用频率信息包括：所述频率分布信息中的最小使用频率信息以及频率分布信息中占用时间最长的正常频率信息。
作为本发明的进一步优化方案，所述使用频率满足进程的运行条件包括：
所述最小使用频率大于或等于所述进程的运行频率；
所述正常频率信息与所述运行频率之间的差值小于预设频率。
作为本发明的进一步优化方案，将所述最小使用频率设置为所述第一CPU的下限频率。
作为本发明的进一步优化方案，当所述第一粉尘浓度值稳定的时间达到第三预定条件时，使得所述第一光源单元处于关闭或休眠状态。
作为本发明的进一步优化方案，还包括，当步骤三将进程配置到所述第一CPU中运行时，获取所述进程在第一CPU中运行期间，各CPU的第二频率分布信息。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本方案进行多核CPU负载均衡时，考虑到各CPU的利用率和使用频率，避免了在进行多核CPU负载均衡后，某CPU中由于增加了新配置的进程，使得CPU的利用率过大且超过上限利用率，而使得该CPU的使用频率也随之增加，进而导致增加功耗的问题。
附图说明
在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。
图1为本发明一种基于使用频率预测的负载均衡方法的流程图。
具体实施方式
结合附图和本发明具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本发明的细节。但是，在此描述的本发明的具体实施方式，仅用于解释本发明的目的，而不能以任何方式理解成是对本发明的限制。在本发明的教导下，技术人员可以构想基于本发明的任意可能的变形，这些都应被视为属于本发明的范围。
下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
所述基于使用频率预测的负载均衡方法的流程图如图1所示，针对多核CPU，具体步骤包括：
步骤一：运行一个进程，记录进程运行期间多核CPU中各CPU的频率分布信息，根据所述频率分布信息得出各CPU的使用频率信息，同时记录各CPU的利用率信息；
步骤二：根据步骤一得到的各CPU使用频率信息和利用率信息，由所述使用频率信息，获取使用频率满足进程的运行条件的第二CPU；
由所述利用率信息，从第二CPU中获取利用率最低的第一CPU；
步骤三：将进程配置到所述第一CPU中运行。
作为本发明的进一步优化方案，所述使用频率信息包括：所述频率分布信息中的最小使用频率信息以及频率分布信息中占用时间最长的正常频率信息。
作为本发明的进一步优化方案，所述使用频率满足进程的运行条件包括：
所述最小使用频率大于或等于所述进程的运行频率；
所述正常频率信息与所述运行频率之间的差值小于预设频率。
作为本发明的进一步优化方案，将所述最小使用频率设置为所述第一CPU的下限频率。
作为本发明的进一步优化方案，当所述第一粉尘浓度值稳定的时间达到第三预定条件时，使得所述第一光源单元处于关闭或休眠状态。
作为本发明的进一步优化方案，还包括，当步骤三将进程配置到所述第一CPU中运行时，获取所述进程在第一CPU中运行期间，各CPU的第二频率分布信息。
下面描述一个具体的实施例，在进行多核CPU负载均衡时，考虑各CPU的利用率和使用频率，即在配置运行待运行进程的CPU时，考虑各CPU的利用率和使用频率。其中，考虑利用率是为了使各CPU的利用率均衡，避免出现某CPU的利用率过大的情况。在DVFS机制下，若某CPU的利用率过大，且大于上限利用率，则会增加该CPU的频率，进而增加功耗，考虑使用频率是为了使配置的CPU能够运行待运行过程。
根据所述利用率信息和所述使用频率信息，获取频率满足待运行进程的运行条件且利用率最低的第一CPU，再将待运行的进程配置到所述第一CPU中运行。
第一CPU的频率不仅能够支持运行待运行进程，而且在配置前，利用率为各CPU中最小的。这样，在将所述待运行进程配置到所述第一CPU中运行之后，各CPU的利用率均衡，避免出现利用率过高的CPU。
例如，双核CPU包括3个进程，即a，b，c，其CPU利用率分别为40％，40％，10％。现有技术中，进行多核CPU负载均衡时只考虑CPU运行队列的权重均衡，具体包括：将利用率为40％和40％的进程a，b配置在CPU1上，将利用率为10％的进程c配置在CPU2上，这样，两个CPU的最大利用率为80％。而采用本实施例提供的多个CPU负载均衡后，是将利用率为40％和10％的进程a，c配置在CPU1上，将利用率为40％的进程b配置在CPU2上，这样，两个CPU的最大利用率为50％，此时，若DVFS向上调频的阈值即上限利用率大于60％，则采用现有技术进行多核CPU负载均衡后，会上调CPU频率，进而增加功耗。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于使用频率预测的负载均衡方法，针对多核CPU，其特征在于，具体步骤包括：
步骤一：运行一个进程，记录进程运行期间多核CPU中各CPU的频率分布信息，根据所述频率分布信息得出各CPU的使用频率信息，同时记录各CPU的利用率信息；
步骤二：根据步骤一得到的各CPU使用频率信息和利用率信息，由所述使用频率信息，获取使用频率满足进程的运行条件的第二CPU；
由所述利用率信息，从第二CPU中获取利用率最低的第一CPU；
步骤三：将进程配置到所述第一CPU中运行。
2.根据权利要求1所述的一种基于使用频率预测的负载均衡方法，其特征在于：所述使用频率信息包括：所述频率分布信息中的最小使用频率信息以及频率分布信息中占用时间最长的正常频率信息。
3.根据权利要求1所述的一种基于使用频率预测的负载均衡方法，其特征在于：所述使用频率满足进程的运行条件包括：
所述最小使用频率大于或等于所述进程的运行频率；
所述正常频率信息与所述运行频率之间的差值小于预设频率。
4.根据权利要求1所述的一种基于使用频率预测的负载均衡方法，其特征在于：将所述最小使用频率设置为所述第一CPU的下限频率。
5.根据权利要求4所述的一种基于使用频率预测的负载均衡方法，其特征在于：当所述第一粉尘浓度值稳定的时间达到第三预定条件时，使得所述第一光源单元处于关闭或休眠状态。
6.根据权利要求1所述的一种基于使用频率预测的负载均衡方法，其特征在于：还包括，当步骤三将进程配置到所述第一CPU中运行时，获取所述进程在第一CPU中运行期间，各CPU的第二频率分布信息。
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