CN111984402A - 一种线程池统一调度监控方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明为了现有技术中存在的问题，创新提出了一种线程池统一调度监控方法，包括：获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控，本发明还提出了一种线程池统一调度监控系统，有效解决由于现有技术中CPU核心负载不均衡以及设置单独线程可靠性不高的问题，有效的提高了线程池的监控的可靠性，使得CPU核心负载均衡，CPU资源得到充分利用。

Description

一种线程池统一调度监控方法及系统
技术领域
本发明涉及线程池领域，尤其是涉及一种线程池统一调度监控方法及系统。
背景技术
目前CPU处理器发展迅速，包括CPU主频提升、缓存容量提升、缓存分级等，但是CPU主频提升有一定限度。
而在CPU主频发展受限之后，一般是通过扩展CPU核心数实现 CPU的并行处理能力。
但是，现有线程池调度中，一方面，CPU各个core核心负载不够均衡，CPU资源得不到充分利用；另一方面，线程监控一般是由线程池设置单独监控线程统一监控，不但造成了线程资源浪费，而且一旦单独监控线程挂死，则其他线程将无法实现监控，可靠性不高。
发明内容
本发明为了解决现有技术中存在的问题，创新提出了一种线程池统一调度监控方法及系统，有效解决由于现有技术中CPU核心负载不均衡以及设置单独线程可靠性不高的问题，有效的提高了线程池的监控的可靠性，使得CPU核心负载均衡，CPU资源得到充分利用。
本发明第一方面提供了一种线程池统一调度监控方法，包括：
获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
可选地，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控之前，还包括：线程池创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务。
可选地，待创建的线程数不大于处理器核数。
可选地，所述队列为链表队列，新任务加入时，设置于队列末尾，等待线程池调度。
进一步地，相邻队列通过指针串联。
可选地，所述将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务具体是：
建立线程调度公式：A＝M％N，其中，将A为任务对应的线程序列号，M为任务第一属性值，N为线程总数，A、M、N均为整数。
进一步地，所述任务第一属性值为任务ID或地址。
可选地，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控具体包括：
每个线程根据任务种类情况设置对应的运行时钟周期，
在前线程监控相邻的在后线程，最后一个线程监控初始的线程；
如果被监控线程的运行时钟周期超过设定的运行时钟周期，则被监控线程通过重启方式恢复。
本发明第二方面提供了一种线程池统一调度监控系统，包括：
获取单元，获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
队列建立单元，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
计算单元，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
监控单元，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
可选地，还包括：回调函数创建单元，线程池创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务。
本发明采用的技术方案包括以下技术效果：
1、本发明有效解决由于现有技术中CPU核心负载不均衡以及设置单独线程可靠性不高的问题，有效的提高了线程池的监控的可靠性，使得CPU核心负载均衡，CPU资源得到充分利用。
2、本发明中待创建的线程数不大于处理器核数，当创建的线程数小于CPU核数时，如果有其他额外任务进程需要占用CPU资源，且属于CPU繁忙型任务，可以将某一个或两个CPU核心从线程池中让出，充分利用CPU核心资源，提高线程调度的灵活性。
3、本发明中通过将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务，实现CPU核心的负载均衡，保证了CPU资源的充分利用。
4、本发明中相邻线程之间进行监控，如果被监控线程的运行时钟周期超过设定的运行时钟周期，则被监控线程通过重启方式恢复，避免了需要单独设置监控线程统一监控造成线程资源浪费以及单独监控线程挂死造成其他线程无法监控的问题，提高了线程监控的可靠性。
应当理解的是以上的一般描述以及后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
为了更清楚说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明方案中实施例一方法的流程示意图；
图2为本发明方案中实施例一方法中指针串联的线程队列示意图；
图3为本发明方案中实施例一方法中步骤S4的流程示意图；
图4为本发明方案中实施例二方法的流程示意图；
图5为本发明方案中实施例三系统的结构示意图；
图6为本发明方案中实施例四系统的结构示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例一
如图1所示，本发明提供了一种线程池统一调度监控方法，包括：
S1，获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
S2，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
S3，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
S4，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
其中，在步骤S1中，待创建的线程数不大于处理器核数，当创建的线程数小于CPU核数时，如果有其他额外任务进程需要占用CPU资源，且属于CPU繁忙型任务，可以将某一个或两个CPU核心从线程池中让出，充分利用CPU核心资源，提高线程调度的灵活性。
在步骤S2中，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；创建与线程数对应相同的队列(thread_queue)，用于存放各个任务。线程创建完成之后，每个线程通过轮询(poll函数) 的方式遍历队列(thread_queue)中的任务；队列为链表队列，新任务加入时，设置于队列末尾，等待线程池调度。
相邻队列通过指针串联：任务节点(node_p)加入到队列 (thread_queue)队尾，等待该线程调度。如图2所示，队列thread_queue 使用指针串联。
在步骤S3中，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务具体是：
建立线程调度公式：A＝M％N，其中，将A为任务对应的线程序列号，M为任务第一属性值，N为线程总数，A、M、N均为整数，任务第一属性值为任务ID或地址。例如：以对传统SAN(存储区域网络) 存储IO(输入输出)栈中的逻辑卷IO处理的任务为例，可以使用逻辑卷的第一属性值即ID对线程总数取余，以逻辑卷ID即M为10、线程总数N为6进行举例说明，则A＝4，该逻辑卷IO处理的任务就会加入到序列号为4的线程的队列(thread_queue)中等待调度。
逻辑卷IO只是举例其中的一种任务，任务可以是磁盘阵列(raid) 后台巡检、快照/远程复制的后台任务等等。任务的第一属性值也可以是逻辑卷IO的LBA(逻辑区块地址)逻辑卷地址、raid的条带ID 或者硬盘的ID等，可以根据实际情况进行选择，本发明在此不做限制。
如图3所示，步骤S4具体包括：
S41，每个线程根据任务种类情况设置对应的运行时钟周期，
S42，在前线程监控相邻的在后线程，最后一个线程监控初始的线程；
S43，如果被监控线程的运行时钟周期超过设定的运行时钟周期，则被监控线程通过重启方式恢复。
其中，在步骤S41中，每个线程根据任务种类情况设置对应的运行时钟周期，具体可以是任务的种类、要求、线程池规模等进行设置。
在步骤S42中，为避免出现死锁或者死循环的情况，相邻线程会检测当前线程运行的时钟周期，在前线程监控相邻的在后线程，最后一个线程监控初始的线程，具体地，以6个线程为例进行说明，线程 0(thread0)监控线程1(thread1)，线程1(thread1)监控线程2(thread2)，...，线程5(thread5)监控线程0(thread0)。具体的实现方式可以是：以线程0监控线程1为例，线程0获取队列 (thread_queue)中的新任务，并调用回调函数(callback_fuction)，在开始新任务之前，检查线程1运行的时钟周期；也可以通过其他方式实现监控，本发明在此不做限制。
在步骤S43中，如果设定运行时钟周期内，被监控线程内的任务仍未完成的话，就会通过重启的方式恢复。各个线程之间为避免相互影响，减少锁的使用。
本发明有效解决由于现有技术中CPU核心负载不均衡以及设置单独线程可靠性不高的问题，有效的提高了线程池的监控的可靠性，使得CPU核心负载均衡，CPU资源得到充分利用。
本发明中待创建的线程数不大于处理器核数，当创建的线程数小于CPU核数时，如果有其他额外任务进程需要占用CPU资源，且属于CPU繁忙型任务，可以将某一个或两个CPU核心从线程池中让出，充分利用CPU核心资源，提高线程调度的灵活性。
本发明中通过将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务，实现CPU核心的负载均衡，保证了CPU资源的充分利用。
本发明中相邻线程之间进行监控，如果被监控线程的运行时钟周期超过设定的运行时钟周期，则被监控线程通过重启方式恢复，避免了需要单独设置监控线程统一监控造成线程资源浪费以及单独监控线程挂死造成其他线程无法监控的问题，提高了线程监控的可靠性。
实施例二
如图4所示，本发明技术方案还提供了一种线程池统一调度监控方法，包括：
S1，获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
S2，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
S3，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
S4，线程池创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务；
S5，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
在步骤S4中，线程池创建回调函数(callback_function)，用于当轮询(poll)执行到任务模块的任务时，调用回调函数 (callback_function)完成调度任务。关于回调函数(callback_function) 的入参，可以通过指针获取到lun_io(输入逻辑单元号)的结构体变量(可以通过函数offsetof实现)。
任务模块为IO栈中根据任务功能不同区分的任务模块，例如可以是：SCSI(小型计算机系统接口)Target(目标端)任务模块、远程复制任务模块、快照任务模块、镜像任务模块、缓存任务模块、存储池任务模块、磁盘阵列(raid)任务模块、硬盘管理任务模块等。
本发明通过创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务，保证了不同任务的顺利调度。
实施例三
如图5所示，本发明技术方案还提供了一种线程池统一调度监控系统，包括：
获取单元101，获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
队列建立单元102，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
计算单元103，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
监控单元104，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
本发明有效解决由于现有技术中CPU核心负载不均衡以及设置单独线程可靠性不高的问题，有效的提高了线程池的监控的可靠性，使得CPU核心负载均衡，CPU资源得到充分利用。
本发明中待创建的线程数不大于处理器核数，当创建的线程数小于CPU核数时，如果有其他额外任务进程需要占用CPU资源，且属于CPU繁忙型任务，可以将某一个或两个CPU核心从线程池中让出，充分利用CPU核心资源，提高线程调度的灵活性。
本发明中通过将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务，实现CPU核心的负载均衡，保证了CPU资源的充分利用。
本发明中相邻线程之间进行监控，如果被监控线程的运行时钟周期超过设定的运行时钟周期，则被监控线程通过重启方式恢复，避免了需要单独设置监控线程统一监控造成线程资源浪费以及单独监控线程挂死造成其他线程无法监控的问题，提高了线程监控的可靠性。
实施例四
如图6所示，本发明技术方案还提供了一种线程池统一调度监控系统，包括：
获取单元101，获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
队列建立单元102，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
计算单元103，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
回调函数创建单元104，线程池创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务；
监控单元105，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
本发明通过创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务，保证了不同任务的顺利调度。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种线程池统一调度监控方法，其特征是，包括：
获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
2.根据权利要求1所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控之前，还包括：线程池创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务。
3.根据权利要求1所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，待创建的线程数不大于处理器核数。
4.根据权利要求1所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，所述队列为链表队列，新任务加入时，设置于队列末尾，等待线程池调度。
5.根据权利要求4所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，相邻队列通过指针串联。
6.根据权利要求1所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，所述将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务具体是：
建立线程调度公式：A＝M％N，其中，将A为任务对应的线程序列号，M为任务第一属性值，N为线程总数，A、M、N均为整数。
7.根据权利要求6所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，所述任务第一属性值为任务ID或地址。
8.根据权利要求1所述的线程池统一调度监控方法，其特征是，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控具体包括：
每个线程根据任务种类情况设置对应的运行时钟周期，
在前线程监控相邻的在后线程，最后一个线程监控初始的线程；
如果被监控线程的运行时钟周期超过设定的运行时钟周期，则被监控线程通过重启方式恢复。
9.一种线程池统一调度监控系统，其特征是，包括：
获取单元，获取处理器核数，根据处理器核数确定待创建的线程数；
队列建立单元，根据待创建的线程数建立对应的队列，用于存放待处理的任务；
计算单元，将任务第一属性值与线程总数进行取余计算，根据取余计算的结果调度对应线程执行任务；
监控单元，相邻线程之间对线程的运行时钟周期进行监控。
10.根据权利要求9所述的线程池统一调度监控系统，其特征是，还包括：回调函数创建单元，线程池创建回调函数，用于轮询任务时完成调度任务。
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