CN110119267A - 一种对关系编程的性能提高方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对关系编程的性能提高方法及装置；方法包括如下步骤：S1：启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行；S2：进程管理器初始化堆栈并创建进程池，进程池包括若干子进程，进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度；S3：进程池按照关系编程的逻辑动态运行代码，子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理；S4：子进程在处理触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待子进程处理；通过在现代的计算机体系下，用程序模拟出多个线程，用堆栈和宽度优先算法对关系编程进行模式仿真，用现有的硬件体系仿真运行关系编程代码。

Description

一种对关系编程的性能提高方法及装置

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体涉及一种对关系编程的性能提高方法及装置。

背景技术

关系编程方法，不同于传统的顺序编程实现方法，是将各种对象元素拆分，并以关系连接的一种编程方法。这种编程方式天然就是全并发的，编程时关注于各对象之间的关系和互动，更符合人类的思考方式。对于大型项目来说，具有开发速度快，编程难度小，BUG数量少的特点。同时，由于其纯并发，易于硬件实现的特点，使其成为适合未来的并发型计算机编程技术；所以关系编程和现有的串行运行计算机系统并不一致。

比如现有技术公开了一种面向分布式编程框架的资源管理系统。该面向分布式编程框架的资源管理系统包括主部分和从部分，从部分用于启动编程框架执行器，监控编程框架执行器的运行状态，向主部分报告该从部分的资源使用信息和该从部分上编程框架执行器的资源使用信息；主部分包括：收集器，用于接收并保存从部分的资源使用信息和从部分上编程框架执行器的资源使用信息，保存集群资源信息，收集器中包括监控器，用于监控从部分上编程框架执行器的资源使用信息，根据编程框架定制的资源调整决策触发器向调度器发送为编程框架增加或减少资源的任务；调度器，用于调度、下发和控制监控器发送的任务。

比如现有技术公开了一种支持一个或多个消息传输的报文系统中通过提供单个编程模型简化应用开发的方法，所述单个编程模型允许独立于运行时刻使用的特定消息传输而指定一个或多个运行时刻达到的端对端消息传送保证，而无需在开发时期指定特定的消息传输，该方法包含的步骤有：定义消息信道接口，该接口对发送和接收操作进行抽象，以在可用于发送和接收一个或多个消息的一个或多个消息传输上交换消息；定义多个端对端消息传送保证以在单个编程模型内使用，每一消息传送保证可在运行时刻独立于一个或多个可用的消息传输而被指定，无需在开发时期指定所述一个或多个可用的消息传输，其中，多个消息传送保证包括至少一次消息传送、至多一次消息传送、顺序发送消息传送以及会话持续时间中的至少一个；除了所述多个端对端消息传送保证之外，定义能独立地选择和定制的多个本地可靠消息特性，其中所述多个本地可靠消息特性划分成两种不同的类型：包括集成于所述单个编程模型的本地可靠消息特性的第一特性类型和包括涉及独立于应用程序定制的本地可靠消息特性的第二特性类型，所述第一特性类型包括对于应用具有一致性、隔离性以及语义可分性的已事务缓存，或者将模板同会话相结合以允许独立定制的模板引用，所述第二特性类型包括会话状态存储配置、缓存限额、发送超时、可配置的消息持续时间、会话优先级消息和有害消息检测门限中的至少一个。

因此，现有技术的系统中运行用这种方法编写的程序，只能采用模拟的方式，性能会非常低；这里提出一种高性能的解决方案，在适合“关系编程”的硬件系统出现之前，能够以较高性能运行。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种对关系编程的性能提高方法及装置。

一方面，本发明提供了一种对关系编程的性能提高方法，所述方法包括下述步骤：

S1：启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行；

S2：进程管理器初始化堆栈并创建进程池，所述进程池包括若干子进程，所述进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度；

S3：所述进程池按照关系编程执行逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理；

S4：所述子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待子进程处理。

进一步地，启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行之前的步骤，包括：启动进程管理器，创建消息堆，加载进程守护程序的配置常量数据；初始创建多个子进程，并初始化子进程的工作环境；子进程开始进行并发处理。

进一步地，进程管理器初始化堆栈并创建进程池，根据系统负荷状态动态调节子进程数量和健康度之后的步骤还包括：实时监控用户发出的指令；监控到用户的终止指令，向各个子进程发送预结束；接收到预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作。

进一步地，接收到预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作之后步骤还包括：检测子进程是否全部退出；若全部退出，清除运行时产生的临时文件，关闭网络连接，并关闭守护进程，退出进程管理器；若超时，根据策略选择进行强制结束操作。

本发明的另一方面，本发明提供了一种对关系编程的性能提高的装置，所述装置包括：

进程保护单元，用于启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行；

创建管理子进程单元，用于进程管理器初始化堆栈并创建进程池，所述进程池包括若干子进程，所述进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度；

进程池运行单元，用于所述进程池按照关系编程的逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理；

新消息处理单元，用于所述子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待子进程处理。

进一步地，还包括启动进程管理器单元，用于启动进程管理器，创建消息堆，加载程序的配置常量数据；初始创建多个子进程，并初始化子进程的工作环境；子进程开始进行并发处理。

进一步地，还包括安全关闭单元，用于实时监控用户发出的指令；监控到用户的终止指令，向各个子进程发送预结束；接收到预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作。

进一步地，所述安全关闭单元，还用于检测子进程是否全部退出；若全部退出，清除运行时产生的临时文件，关闭网络连接，并关闭守护进程，退出进程管理器；若超时，根据策略选择进行强制结束操作。

本发明的有益效果体现在：

在本发明中，因关系编程的并发运行模式和现在的顺序执行CPU的运行机制不一样，本发明用模拟并发的方式，解决在现有“冯.诺伊曼”计算机体系上高效运行关系编程程序的问题；通过在现代的计算机体系下，用程序模拟出多个进程，用堆栈和宽度优先算法对关系编程进行模式仿真，以运行关系编程代码；使用本发明，可以在对应的硬件架构实现之前，用现有的硬件体系仿真运行关系编程代码；通过简单的实现方法，不但采用关系编程法进行设计，而且底层函数和功能仍采用现有的技术手段进行实现，这样不会因模拟过分降低性能，也可以减少实现难度，加快进入使用阶段。

本发明的方法中，进程守护程序保护进程管理器正常运行，进程管理器创建包括若干子进程的进程池，进程池根据消息堆状态以及系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度。并且子进程并行执行按照关系编程的逻辑动态运行代码，根据获取的触发消息进行处理。新产生的触发消息被写入堆底，等待子进程处理。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本发明实施例提供的一种对关系编程的性能提高方法流程示意图。

图2是本发明实施例提供的一种对关系编程的高性能实现的装置的结构示意图。

图3是一种对关系编程的性能提高方法的流程结构示意图。

图4是本发明实施例提供的方法中进程结束应用的流程。

图5是本发明实施例提供的存储介质的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

关系编程法是一种新型的编程方法，具有纯并发的特点，和现有的串行运行计算机系统并不一致。因此，如果在现有的系统中运行用这种方法编写的程序，只能采用模拟的方式，性能会非常低；为了解决上述问题，所以有必要，研制一种对关系编程的性能提高方法及装置，通过在现代的计算机体系下，用程序模拟出多个线程，用堆栈和宽度优先算法对关系编程进行模式仿真，以运行关系编程代码；在适合“关系编程”的硬件系统出现之前，用现有的硬件体系仿真运行关系编程代码，能够以较高性能运行。

本发明具体实施方式提供一种对关系编程的性能提高方法，该方法如图1所示，包括如下步骤：

在步骤S1中，启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行。

在本发明实施例中，先启动进程管理器，创建消息堆，加载程序的配置常量数据；初始创建多个子进程，并初始化子进程的工作环境(例如初始化子进程的存储空间，将子进程处置为就绪状态)；子进程开始进行并发处理，也即子进程分别执行各自的功能；当检测到子进程进入正常运行后，创建守护进程。该守护进程用于保护进程管理器不会被意外的错误或者操作终止。其中，消息堆是一个具有FIFO特性的队列，关系触发的调用和传递的数据保存在其中该消息栈中。其中，FIFO是指First Input First Output，简称FIFO。

在步骤S2中，进程管理器初始化堆栈并创建进程池，所述进程池包括若干子进程，所述进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度。

在本发明实施例中，进程管理器根据消息堆状态(比如进程消息占用比例等)、系统负荷状态、子进程的健康度，动态调度增加或减少并发的子进程的数量，但在需要的时候可以终止子进程结束应用。

图4是本发明实施例提供的方法中进程结束应用的流程；该进程结束应用的流程包括：

步骤S402，实时监控用户发出的指令；监控到用户的终止指令，向各个子进程发送预结束；

步骤S404，接收到预结束信号后，发送清理信号；

步骤S406，检测子进程是否全部退出；

步骤S408，若全部退出，清除运行时产生的临时文件，关闭网络连接，并关闭守护进程，退出进程管理器；

步骤S410，判断是否超时，

步骤S412，根据策略选择进行强制结束操作。强制结束操作的策略包括：

在步骤S3中，所述进程池按照关系编程的逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理。

在本发明实施例中，进程池中每个子进程相当于一个并发执行的处理器，通过进程管理器创建多个并发进程，每个进程会不停的在堆顶获取一条关系触发数据，并且调用对应的代码进行处理；在FIFO堆栈的栈顶抓取触发消息并处理。

在步骤S4中，所述子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待子进程处理。

在本发明实施例中，子进程在处理触发消息时，会产生新的消息，将新的消息写进堆底，便于后期处理。也即子进程从栈顶获取需要处理的触发消息，而后续的消息写入栈底，消息按照产生的次序被陆续处理。

本发明使用现有的软硬件支持基于关系的编程代码运行，可以让技术人员提前学习和研究相关的语言特性，编写基础函数库，能够帮助关系编程技术的普及和发展，加快并发计算机体系的发展，并且成为新硬件体系出现之前的一个过渡解决方案。

本发明用模拟并发的方式，解决在现有“冯.诺伊曼”计算机体系上高效运行关系编程程序的问题；通过在现代的计算机体系下，用程序模拟出多个线程，用堆栈和宽度优先算法对关系编程进行模式仿真，以运行关系编程代码；使用本发明，可以在对应的硬件架构实现之前，用现有的硬件体系仿真运行关系编程代码；通过简单的实现方法，不但采用关系编程法进行设计，而且是底层函数和功能仍采用现有的技术手段进行实现，这样不会因模拟过分降低性能，也可以减少实现难度，加快进入使用阶段。其中，宽度优先算法是编程中的一种算法，穷举算法的一种。

参阅图2，图2提供一种对关系编程的性能提高的装置，装置包括：

启动进程管理器单元21，用于启动进程管理器，创建消息堆，加载程序的配置常量数据；初始创建多个子进程，并初始化子进程的工作环境；子进程开始进行并发处理。

进程保护单元22，用于启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行。

创建管理子进程单元23，用于进程管理器初始化堆栈并创建进程池，所述进程池包括若干子进程，所述进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度。

进程池运行单元24，用于所述进程池按照关系编程的逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理。

新消息处理单元25，用于所述子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待子进程处理。

安全关闭单元26，用于实时监控用户发出的指令；监控到用户的终止指令，向各个子进程发送预结束；接收到预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作。

可选的，所述安全关闭单元26，还用于检测子进程是否全部退出；若全部退出，清除运行时产生的临时文件，关闭网络连接，并关闭守护进程，退出进程管理器；若超时，根据策略选择进行强制结束操作。

在本发明实施例中，对关系编程的高性能实现的装置的各单元可由相应的硬件或软件单元实现，各单元可以为独立的软、硬件单元，也可以集成为一个软、硬件单元，在此不用以限制本发明。

图3是一种对关系编程的性能提高方法的流程结构示意图。其中A、B、C、D、E、F直至Z为子进程，图3中示出的S3步骤中，进程池按照关系编程的逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理；经过S3的步骤获取到触发消息。而底部的示意框为堆底，步骤S4中子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入到底部示意框的堆底。

图5是本发明实施例提供的存储介质的示意图。本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质50，存储有计算机程序51，该计算机程序51被执行时用于实现根据上述实施例的方法。本申请所使用的存储器、存储、数据库或其它介质可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM),它用作外部高速缓冲存储器。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (8)

1.一种对关系编程的性能提高方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1：启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行；

S2：所述进程管理器初始化堆栈并创建进程池，所述进程池包括若干子进程，所述进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节所述子进程的数量和健康度；

S3：所述进程池按照关系编程执行逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理；

S4：所述子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待所述子进程处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行之前的步骤，包括：

启动所述进程管理器，创建所述消息堆，加载所述进程守护程序的配置常量数据；

初始创建多个所述子进程，并初始化所述子进程的工作环境；

所述子进程开始进行并发处理。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进程管理器初始化堆栈并创建进程池，根据系统负荷状态动态调节子进程数量和健康度之后的步骤还包括：

实时监控用户发出的指令；

监控到用户的终止指令，向各个所述子进程发送预结束；

接收到所述预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，接收到预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作之后步骤还包括：

检测所述子进程是否全部退出；

若全部退出，清除运行时产生的临时文件，关闭网络连接，并关闭守护进程，退出所述进程管理器；

若超时，根据策略选择进行强制结束操作。

5.一种对关系编程的性能提高的装置，其特征在于，所述装置包括：

进程保护单元，用于启动进程守护程序，并保护进程管理器正常运行；

创建管理子进程单元，用于进程管理器初始化堆栈并创建进程池，所述进程池包括若干子进程，所述进程池根据消息堆状态、系统负荷状态动态调节子进程的数量和健康度；

进程池运行单元，用于所述进程池按照关系编程的逻辑动态运行代码，所述子进程每次在堆顶获取一条触发消息，对其逻辑进行处理，并不断循环处理；

新消息处理单元，用于所述子进程在处理所述触发消息时，新产生的消息写入堆底，等待子进程处理。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括启动进程管理器单元，用于启动进程管理器，创建消息堆，加载程序的配置常量数据；初始创建多个子进程，并初始化子进程的工作环境；子进程开始进行并发处理。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，还包括安全关闭单元，用于实时监控用户发出的指令；监控到用户的终止指令，向各个子进程发送预结束；接收到预结束信号后，发送清理信号，进行安全关闭操作。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述安全关闭单元，还用于检测子进程是否全部退出；若全部退出，清除运行时产生的临时文件，关闭网络连接，并关闭守护进程，退出进程管理器；若超时，根据策略选择进行强制结束操作。