CN105183559B - 一种动态分配配额的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动态分配配额的方法和装置，包括：确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务；为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽；各个忙任务和各个闲任务按照分配的带宽运行。本发明技术方案实现了调度系统中配额的动态分配，更加合理的使用带宽。
Description
技术领域
本发明涉及操作系统调度领域，尤指一种动态分配配额的方法和装置。
背景技术
目前的操作系统中的调度系统，在实时调度中主要采用以deadline为优先级的调度机制，这种调度机制是没有动态配额的机制，这导致忙的任务只能运行指定的配额，而不能从系统中得到更多的配额。从宏观的角度看就是忙的任务由于得不到更多的配额，因此导致总是不能及时的处理业务。具体如图1所示：假设一个CPU上运行2个任务，分别为T1(忙任务)和T2(闲的任务)，假定每个任务初始占用CPU的带宽均为30％。在目前的dealine为优先级的调度中，T1和T2不能超过指定的带宽，在图1中可以得到一开始的时候两个任务的带宽之和为T1+T2＝30％+30％＝60％。运行时T2会让出一部分带宽，因为T2闲任务，它会主动让出CPU，但是T1得不到T2让出的带宽。所以T1仍然按照30％的带宽运行。如果有动态配额T1会得到T2剩余的配额，这样T1将以超过30％的带宽得以运行，从宏观上看忙任务T1业务量处理就变快了。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种动态分配配额的方法和装置，能够实现调度系统中配额的动态分配，能够更加合理的使用带宽。
为了达到本发明目的，本发明提供了一种动态分配配额的方法，包括：
确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务；
为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽；
各个忙任务和各个闲任务按照分配的带宽运行。
进一步地，所述为确定出的各个忙任务分配带宽，包括：
计算所述CPU的当前可用带宽；
获取确定出的各个忙任务的初始带宽并计算获得的各个忙任务的初始带宽之和；
根据计算出的所述CPU的当前可用带宽和计算出的各个忙任务的初始带宽之和为确定出的各个忙任务分配带宽。
进一步地，通过以下公式为确定出的各个忙任务分配带宽：
其中，u(i)aim1是为忙任务i分配的带宽，u(i)def是忙任务i的初始带宽，uava是所述CPU的当前可用带宽，ucompt是各个忙任务的初始带宽之和。
进一步地，所述计算所述CPU的当前可用带宽，包括：
确定所述CPU的总带宽；
获取各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽并计算获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和；
所述确定出的所述CPU的总带宽与计算出的获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和的差值为该CPU的当前可用带宽。
进一步地，通过以下公式确定所述CPU的总带宽：
其中，utotal为所述CPU的总带宽，udef为该CPU上运行的各个忙任务的初始带宽之和，ulimit为调度系统占用所述CPU的带宽上限。
进一步地，为确定出的各个闲任务分配带宽，包括：获取记录的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽；
根据获得的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽为确定出的各个闲任务分配带宽。
进一步地，通过以下公式为确定出的各个闲任务分配带宽：
其中，u(i)aim2是为闲任务i分配的带宽，u(i)real是闲任务i上次运行时的实际运行带宽，u(i)remain是闲任务i本次运行时的剩余带宽，u(i)min是预先设定的运行最小带宽。
本发明还提供了一种动态分配配额的装置，包括：确定模块、分配模块和处理模块；其中，
确定模块，用于确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务；
分配模块，用于为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽；
处理模块，用于提示各个任务按照分配的带宽运行。
进一步地，所述分配模块，具体用于：
计算所述CPU的当前可用带宽；
获取确定出的各个忙任务的初始带宽并计算获得的各个忙任务的初始带宽之和；
根据计算出的所述CPU的当前可用带宽和计算出的各个忙任务的初始带宽之和为确定出的各个忙任务分配带宽。
进一步地，所述分配模块通过以下公式为确定出的各个忙任务分配带宽：
其中，u(i)aim1是为忙任务i分配的带宽，u(i)def是忙任务i的初始带宽，uava是所述CPU的当前可用带宽，ucompt是各个忙任务的初始带宽之和。
进一步地，所述分配模块计算所述CPU的当前可用带宽，包括：
确定所述CPU的总带宽；
获取各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽并计算获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和；
所述确定出的所述CPU的总带宽与计算出的获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和的差值为该CPU的当前可用带宽。
进一步地，所述分配模块通过以下公式确定所述CPU的总带宽：
其中，utotal为所述CPU的总带宽，udef为该CPU上运行的各个忙任务的初始带宽之和，ulimit为调度系统占用所述CPU的带宽上限。
进一步地，所述分配模块，还具体用于：获取记录的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽；
根据获得的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽为确定出的各个闲任务分配带宽。
进一步地，所述分配模块通过以下公式为确定出的各个闲任务分配带宽：
其中，u(i)aim2是为闲任务i分配的带宽，u(i)real是闲任务i上次运行时的实际运行带宽，u(i)remain是闲任务i本次运行时的剩余带宽，u(i)min是预先设定的运行最小带宽。
本发明技术方案包括：确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务；为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽；各个忙任务和各个闲任务按照分配的带宽运行。本发明技术方案实现了调度系统中配额的动态分配，更加合理的使用带宽。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为现有技术中无动态配额的示意图；
图2为动态分配配额的方法的流程图；
图3为本发明动态分配配额的装置的结构示意图；
具体实施方式
下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。
图2为动态分配配额的方法的流程图，如图2所示，包括：
步骤201：确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务。
其中，通过以下方式确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务：
忙任务自己不会主动让出带宽
闲任务当没有处理的业务时会主动让出带宽。
需要说明的是，关于如何获知任务是否让出带宽属于本领域技术人员所熟知的惯用技术手段，在此不再赘述。
步骤202：为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽。
其中，为确定出的各个忙任务分配带宽，包括：
计算CPU的当前可用带宽；
获取确定出的各个忙任务的初始带宽并计算获得的各个忙任务的初始带宽之和；
根据计算出的CPU的当前可用带宽和计算出的各个忙任务的初始带宽之和为确定出的各个忙任务分配带宽。
需要说明的是，任务的初始带宽是可以根据实际情况进行设定的，关于如何获取任务的初始带宽，属于本领域技术人员所熟知的惯用技术手段，在此不再赘述，并不用来限制本发明。
进一步地，通过公式(1)为确定出的各个忙任务分配带宽：
其中，u(i)aim1是为忙任务i分配的带宽，u(i)def是忙任务i的初始带宽，uava是CPU的当前可用带宽，ucompt是各个忙任务的初始带宽之和。其中，i为大于或等于1的正整数。其中，可以通过公式(2)计算各个忙任务的初始带宽之和：
其中，u(i)def是忙任务i的初始带宽，m为忙任务的总个数。
其中，计算CPU的当前可用带宽，包括：
确定CPU的总带宽；
获取各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽并计算获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和；
确定出的CPU的总带宽与计算出的获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和的差值为该CPU的当前可用带宽。其中，可以通过公式(3)计算uava：
uava＝utotal-ulock (3)
其中，utotal为CPU的总带宽，ulock为各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和，即其中，u(j)real为闲任务j上次运行时的实际运行带宽，m为闲任务的总个数。需要说明的是，各个任务上次运行时的实际运行带宽是已经记录好的。进一步地，通过公式(4)确定CPU的总带宽：
其中，utotal为CPU的总带宽，udef为该CPU上运行的各个忙任务的初始带宽之和，ulimit为调度系统占用CPU的带宽上限。
其中，为确定出的各个闲任务分配带宽，包括：获取记录的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽；
根据获得的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽为确定出的各个闲任务分配带宽。进一步地，通过公式(5)为确定出的各个闲任务分配带宽：
其中，u(i)aim2是为闲任务i分配的带宽，u(i)real是闲任务i上次运行时的实际运行带宽，u(i)remain是闲任务i本次运行时的剩余带宽，u(i)min是预先设定的运行最小带宽。其中，i为大于或等于1的正整数。
需要说明的是，关于如何获取各个闲任务本次运行时的剩余带宽属于本领域技术人员所熟知的惯用技术手段，在此不再赘述，并不用来限制本发明。
步骤203：各个忙任务和各个闲任务按照分配的带宽运行。
本发明方法中，通过确定任务时闲任务或忙任务，并为确定出的闲任务或忙任务分配带宽，实现了调度系统中配额的动态分配，更加合理的使用带宽。假设一个CPU上运行2个任务，分别为T1(忙任务)和T2(闲的任务)，假定每个任务初始占用CPU的带宽均为30％；运行时T2会让出一部分带宽，因为T2闲任务，它会主动让出CPU，T1会得到T2剩余的配额(即T2让出的一部分带宽)，这样T1将以超过30％的带宽得以运行，因此，从宏观上看忙任务T1业务量处理就变快了。
进一步地，该方法之后还包括：记录为各个忙任务和各个闲任务分配的带宽。需要说明的是，这里记录的分配的带宽即是下次运行时的实际运行带宽，也就是说这里记录的闲任务分配的带宽即是下次进行分配带宽时需要的前一次的实际运行带宽。
进一步地，当任务从原始CPU迁移至目的CPU时，该方法还包括：原始CPU将该任务的已记录的带宽发送给目的CPU、将该任务的已记录的带宽清零并释放任务的带宽；目的CPU接收并记录原始CPU发送的该任务的已记录的带宽。
图3为本发明动态分配配额的装置的结构示意图，如图3所示，包括：确定模块、分配模块和处理模块。其中，
确定模块，用于确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务。
分配模块，用于为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽。
其中，分配模块，具体用于：
计算CPU的当前可用带宽；
获取确定出的各个忙任务的初始带宽并计算获得的各个忙任务的初始带宽之和；
根据计算出的CPU的当前可用带宽和计算出的各个忙任务的初始带宽之和为确定出的各个忙任务分配带宽。进一步地，分配模块通过公式(1)为确定出的各个忙任务分配带宽：
其中，u(i)aim1是为忙任务i分配的带宽，u(i)def是忙任务i的初始带宽，uava是CPU的当前可用带宽，ucompt是各个忙任务的初始带宽之和。
其中，分配模块计算CPU的当前可用带宽，包括：
确定CPU的总带宽；
获取各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽并计算获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和；
确定出的CPU的总带宽与计算出的获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和的差值为该CPU的当前可用带宽。进一步地，分配模块通过公式(4)确定CPU的总带宽：
其中，utotal为CPU的总带宽，udef为该CPU上运行的各个忙任务的初始带宽之和，ulimit为调度系统占用CPU的带宽上限。其中，ulimit可以预先进行设定，如总带宽的80％，或总带宽的95％，要小于总带宽。
其中，分配模块，还具体用于：获取记录的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽；
根据获得的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽为确定出的各个闲任务分配带宽。进一步地，分配模块通过公式(5)为确定出的各个闲任务分配带宽：
其中，u(i)aim2是为闲任务i分配的带宽，u(i)real是闲任务i上次运行时的实际运行带宽，u(i)remain是闲任务i本次运行时的剩余带宽，u(i)min是预先设定的运行最小带宽。
处理模块，用于提示各个任务按照分配的带宽运行。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (12)
1.一种动态分配配额的方法，其特征在于，包括：
确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务；
为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽；
各个忙任务和各个闲任务按照分配的带宽运行；
其中，所述为确定出的各个忙任务分配带宽，包括：
计算所述CPU的当前可用带宽；
获取确定出的各个忙任务的初始带宽并计算获得的各个忙任务的初始带宽之和；
根据计算出的所述CPU的当前可用带宽和计算出的各个忙任务的初始带宽之和为确定出的各个忙任务分配带宽。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过以下公式为确定出的各个忙任务分配带宽：
其中，u(i)aim1是为忙任务i分配的带宽，u(i)def是忙任务i的初始带宽，uava是所述CPU的当前可用带宽，ucompt是各个忙任务的初始带宽之和，i为大于或等于1的正整数，i小于等于忙任务的总个数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算所述CPU的当前可用带宽，包括：
确定所述CPU的总带宽；
获取各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽并计算获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和；
所述确定出的所述CPU的总带宽与计算出的获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和的差值为该CPU的当前可用带宽。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过以下公式确定所述CPU的总带宽：
其中，utotal为所述CPU的总带宽，udef为该CPU上运行的各个忙任务的初始带宽之和，ulimit为调度系统占用所述CPU的带宽上限。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为确定出的各个闲任务分配带宽，包括：获取记录的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽；
根据获得的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽为确定出的各个闲任务分配带宽。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过以下公式为确定出的各个闲任务分配带宽：
其中，u(i)aim2是为闲任务i分配的带宽，u(i)real是闲任务i上次运行时的实际运行带宽，u(i)remain是闲任务i本次运行时的剩余带宽，u(i)min是预先设定的运行最小带宽,i为大于或等于1的正整数，i小于等于闲任务的总个数。
7.一种动态分配配额的装置，其特征在于，包括：确定模块、分配模块和处理模块；其中，
确定模块，用于确定CPU上运行的各个任务的是忙任务还是闲任务；
分配模块，用于为确定出的各个忙任务分配带宽以及为确定出的各个闲任务分配带宽，其中，为确定出的各个忙任务分配带宽包括操作：计算所述CPU的当前可用带宽，获取确定出的各个忙任务的初始带宽并计算获得的各个忙任务的初始带宽之和，根据计算出的所述CPU的当前可用带宽和计算出的各个忙任务的初始带宽之和为确定出的各个忙任务分配带宽；
处理模块，用于提示各个任务按照分配的带宽运行。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分配模块通过以下公式为确定出的各个忙任务分配带宽：
其中，u(i)aim1是为忙任务i分配的带宽，u(i)def是忙任务i的初始带宽，uava是所述CPU的当前可用带宽，ucompt是各个忙任务的初始带宽之和，i为大于或等于1的正整数，i小于等于忙任务的总个数。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分配模块计算所述CPU的当前可用带宽，包括：
确定所述CPU的总带宽；
获取各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽并计算获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和；
所述确定出的所述CPU的总带宽与计算出的获得的各个闲任务的上次运行时的实际运行带宽之和的差值为该CPU的当前可用带宽。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述分配模块通过以下公式确定所述CPU的总带宽：
其中，utotal为所述CPU的总带宽，udef为该CPU上运行的各个忙任务的初始带宽之和，ulimit为调度系统占用所述CPU的带宽上限。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分配模块，还具体用于：获取记录的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽；
根据获得的各个闲任务上次运行时的实际运行带宽、各个闲任务本次运行时的剩余带宽和各个闲任务的最小运行带宽为确定出的各个闲任务分配带宽。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述分配模块通过以下公式为确定出的各个闲任务分配带宽：
其中，u(i)aim2是为闲任务i分配的带宽，u(i)real是闲任务i上次运行时的实际运行带宽，u(i)remain是闲任务i本次运行时的剩余带宽，u(i)min是预先设定的运行最小带宽，i为大于或等于1的正整数，i小于等于闲任务的总个数。
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