CN112765087A - 用于在多个处理器之间使通信同步的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于在多个处理器之间使通信同步的系统和方法，尤其是涉及一种系统、方法和计算机程序产品使多个处理器所执行的一个或更多个应用的多个进程同步。除了处理器之外，该系统还包括多个存储器，各个存储器与相应进程关联并且被配置为维持代表与存储器关联的相应进程的消息的本地计数以及代表另一处理器所执行的对应进程的消息的至少一个远程计数。该系统还包括映射器，其被配置为将相应进程的本地计数映射到对应进程的远程计数。为了同步，第一处理器所执行的第一应用的第一进程被配置为，如果与该第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配，则进入延时时段。

Description

用于在多个处理器之间使通信同步的系统和方法

技术领域

本公开总体上涉及一种用于在多个处理器之间使通信同步的系统、方法和计算机程序产品，例如针对由多个处理器所执行的并行进程或应用进行的入站和/或出站消息处理提供改进的同步。

背景技术

出于各种目的中的任何目的，多个处理器可并行地执行相同的应用，各个应用包括一个或更多个进程。例如，多个处理器可执行相同的应用以提供增强的容错性。另选地，出于完整性监测等的目的，可考虑多个处理器并行执行应用的结果。此外，也可在要求应用的可用性的情况下利用多个处理器对相同应用的并行执行。

多个处理器对相同应用(继而，相同进程)的执行被有利地同步，使得即使进程由不同的处理器执行，相同进程的不同实例也利用相同的数据。因此，与多个处理器执行进程关联的入站和出站消息处理应该被同步。与多个处理器执行相同进程关联的入站和出站消息处理同步的一个方法采用网络交换机环回。然而，该方法引入了显著的数据延迟以及网络交换机形式的外部硬件的要求。在多个处理器执行相同进程期间的入站和出站消息处理同步的另一方法依赖于由多个处理器共享的附加存储器。附加存储器也需要添加硬件，并且相应地增加与多个处理器执行相同进程关联的功率要求。此外，通常需要附加软件以提供执行相同进程的多个处理器对共享存储器的相互访问，从而增加了系统的复杂度。在此方法中，通常调整附加存储器的大小以适应在多个处理器执行相同进程期间处理的消息之间的最坏情况偏斜，从而使得附加存储器比所期望的大。

发明内容

根据本公开的示例提供了一种系统、方法和计算机程序产品，以便改进执行包括相同进程的应用的多个处理器之间的同步，包括针对由多个处理器结合执行相同进程进行的入站和/或出站消息处理改进的同步。结果，本公开的示例的系统、方法和计算机程序产品确保了即使在多个处理器对进程的执行在时间上偏斜的情况下，相同的数据也被同步地提供给多个处理器所执行的进程并由其消耗。此外，本公开的示例的系统、方法和计算机程序产品仅需要有限的存储器和有限的外部硬件或不需要外部硬件，以使与多个处理器所执行的进程关联的入站和出站消息处理同步。

在本公开的示例中，提供了一种被配置为使通信同步的系统。该系统包括多个处理器，各个处理器被配置为执行一个或更多个应用，其中至少一个应用包括一个或更多个进程。该系统还包括多个存储器，各个存储器与相应处理器所执行的应用的相应进程关联。各个存储器被配置为维持本地计数和至少一个远程计数，本地计数代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息，远程计数代表传送到由多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程或从由多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程传送的消息。该系统还包括映射器，其被配置为将相应进程的本地计数映射到多个其它处理器上的对应进程的远程计数。为了维持同步，由第一处理器执行的第一应用的第一进程被配置为，在与该第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，进入延时时段。

示例的第一进程被配置为在本地计数超过至少一个远程计数的情况下进入延时时段，并且还被配置为在本地计数与对应进程的远程计数匹配的情况下继续执行。在示例中，与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置通过硬件寻址来标识。在另一示例中，与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置通过高速外围组件互连(PCIe)地址来标识。如本文所使用的，PCIe是用于连接高速组件的接口标准，如PCI-SIG管理部门(美国俄勒冈州比弗顿，97003)定义的。

由于时钟或操作差异，所述多个处理器可异步地操作。所述多个处理器可包括由于架构或时钟差异而独立地操作的多个相异的处理器。在示例中，所述多个处理器包括多个多核处理器，多核处理器的各个核被配置为执行一个或更多个应用，所述应用中的至少一个包括一个或更多个进程。在第一处理器所执行的第一应用的第一进程进入延时时段的情况下，第一处理器所执行的第一应用的一个或更多个其它进程继续而没有延时。

在本公开的另一示例中，提供了一种使通信同步的方法。该方法包括利用多个处理器中的每一个所执行的一个或更多个应用的一个或多个进程中的每一个来处理多个消息。对于相应处理器所执行的应用的相应进程，该方法包括在与相应进程关联的存储器中维持本地计数和至少一个远程计数。本地计数代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息。所述至少一个远程计数代表传送到所述多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程或从所述多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程传送的消息。该方法还包括将相应进程的本地计数映射到对应进程的远程计数。该方法还包括在与第一处理器所执行的第一应用的第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，使得第一进程进入延时时段。

示例的方法通过在本地计数超过至少一个远程计数的情况下使得第一进程进入延时时段来使得第一进程进入延时时段。在此示例中，该方法还包括在本地计数与对应进程的远程计数匹配的情况下利用第一进程继续处理所述多个消息。在示例中，该方法通过经由硬件寻址标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置来映射本地计数。在此示例中，该方法通过经由PCIe地址标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置，来通过硬件寻址标识存储器位置。该方法可通过由于时钟或操作差异而异步地操作所述多个处理器来处理所述多个消息。在示例中，该方法通过以异步方式映射本地计数来映射本地计数。

在本公开的另一示例中，提供了一种被配置为使通信同步的计算机程序产品。该计算机程序产品包括存储有程序代码的非暂时性计算机可读介质，该程序代码包括程序代码指令，这些指令在执行时被配置为：利用多个处理器中的每一个所执行的一个或更多个应用的一个或更多个进程中的每一个来处理多个消息。该程序代码还包括被配置为在与相应处理器所执行的应用的相应进程关联的存储器中维持本地计数和至少一个远程计数的程序代码指令。本地计数代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息，而所述至少一个远程计数代表传送到多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程或从多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程传送的消息。该程序代码还包括被配置为将相应进程的本地计数映射到对应进程的远程计数的程序代码指令以及被配置为在与第一处理器所执行的第一应用的第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下使得该第一进程进入延时时段的程序代码指令。

根据示例的被配置为使得第一进程进入延时时段的程序代码指令包括被配置为在本地计数超过至少一个远程计数的情况下使得第一进程进入延时时段的程序代码指令。在此示例中，程序代码还包括被配置为在本地计数与对应进程的远程计数匹配的情况下利用第一进程继续处理所述多个消息的程序代码指令。在示例中，包括被配置为映射本地计数的程序代码指令的程序代码包括被配置为通过硬件寻址标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置的程序代码指令。在此示例中，被配置为通过硬件寻址标识存储器位置的程序代码指令可包括被配置为通过PCIe地址标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置的程序代码指令。被配置为处理所述多个消息的程序代码指令可包括被配置为由于时钟或操作差异，相对于多个处理器中的其它处理器处理所述多个消息异步地处理所述多个消息的程序代码指令。被配置为映射本地计数的程序代码指令可包括被配置为以异步方式映射本地计数的程序代码指令。

附图说明

上面概括地描述了本公开的某些示例，现在将参照附图，附图未必按比例绘制，并且其中：

图1是根据本公开的示例的被配置为在多个处理器之间使通信同步的系统的框图；

图2是根据本公开的示例的被配置为在多个处理器之间使通信同步的系统更详细框图；

图3是示出根据本公开的示例的例如由图1或图2的系统执行的操作的流程图；

图4是表示由两个不同的处理器维持的本地远程计数的图表，并且示出根据本公开的示例的处理器之一响应于本地计数和远程计数之间不匹配而进入的延时时段。

具体实施方式

现在将在下面参照附图更充分地描述本公开的一些示例，附图中示出了本公开的一些而非所有示例。实际上，这些示例可按照许多不同的形式具体实现，不应被解释为限于本文所阐述的示例；相反，提供这些示例以使得本公开将满足适用的法律要求。相似的标号始终表示相似的元件。如本文所使用的，术语“数据”、“内容”、“信息”和类似术语可互换使用以表示能够根据本公开的示例发送、接收和/或存储的数据。因此，不应使用任何这些术语来限制本公开的示例的精神和范围。

根据本公开的示例提供一种系统、方法和计算机程序产品以使通信(例如，多个处理器之间的通信)同步。如本文所使用的，提及同步是指时间同步。例如出于容错性目的、出于完整性目的和/或为了增加应用的可用性，多个处理器可能正执行相同应用。多个处理器所执行的至少一些应用可包括并行地执行并且可按不同速率运行的多个进程(例如，任务或线程)。因此，多个处理器可能正并行地执行相同进程中的一个或更多个。出于各种原因(包括例如一个或更多个处理器的时钟源的漂移)，由不同处理器执行的多个处理器可能变得异步。在这种情况下，由于不同的数据输入，多个处理器执行应用的相同进程可能不再生成相同的结果。例如，多个处理器执行相同进程之间的时间差可能导致进程在相同数据元素的不同实例上操作，从而生成不同的结果。为了减少多个进程的这种异步操作，本公开的示例的系统、方法和计算机程序产品促进多个处理器之间的同步通信以及相应地多个处理器对应用的进程的同步执行。在进程不再同步的情况下，该方法、设备和计算机程序产品使得处理器关于处理器执行进程返回到同步。

现在参照图1，描绘了系统10，其被配置为在多个处理器12之间使通信同步。系统10包括多个处理器12和多个存储器14，其中至少一个存储器与多个处理器中的每一个关联。尽管图1的系统10被示出为包括两个处理器12(称为第一处理器和第二处理器)，但其它示例的系统可包括其它数量的处理器(例如，三个或更多个处理器)。同样如图1所示，多个处理器12可包括或者说具体实现相应存储器14，或者存储器中的一个或更多个可在相应处理器外部，同时保持与之通信。如下所述，示例的系统10包括与多个处理器12中的每一个关联的至少两个存储器位置(例如，寄存器)，其中一个存储器位置被配置为维持本地计数16，并且另一存储器位置被配置为维持远程计数18。如图1所示，用于维持相应处理器12的本地计数16和远程计数18的两个存储器位置可由单个存储器装置14提供。然而，另一示例的处理器12可包括单独的存储器装置14或者说与之通信，其中一个被配置为存储本地计数16，另一个被配置为存储远程计数18。

示例的多个处理器12被配置为同步地操作，因此可由相同时钟源提供时钟。然而，在其它示例中，多个处理器12被配置为异步地操作(例如，由不同时钟源提供时钟)。多个处理器12可包括多个相同类型的处理器。另选地，多个处理器12可由多个不同类型的处理器具体实现，即，处理器可以是相异的处理器(具有不同的内部硬件架构)。在一个示例中，多个处理器12包括多个多核处理器。处理器12各自被配置为执行一个或更多个应用，其中至少一些要被同步。应用中的至少一些可包括一个或更多个进程(例如，任务或线程)。在示例中，应用的两个或更多个进程可并行地执行，即使这些进程可能以不同的周期性速率或者甚至非周期性地运行。在系统10包括多个多核处理器的情况下，各个应用可在相应处理器的特定核上的分区中执行。结果，可由此示例的两个或更多个多核处理器的相应核执行相同应用(继而，相同进程)。

如图1所示，系统10还包括映射器20。映射器20可由硬件组件具体实现。在多个处理器12包括第一和第二处理器的所示示例中，映射器被配置为将第一处理器的本地计数16映射到第二处理器的远程计数18，并且相应地将第二处理器的本地计数映射到第一处理器的远程计数。在系统10包括三个或更多个处理器12的替代示例中，处理器被配置为维持多个其它处理器中的每一个的远程计数18，并且映射器20相应地被配置为将第一处理器的本地计数16映射到与各个其它处理器关联的存储器14所存储的与第一处理器关联的对应远程计数(例如，由第二处理器存储的第一处理器的远程计数、由第三处理器存储的第一处理器的远程计数、由第四处理器存储的第一处理器的远程计数等)。映射器20可按各种方式配置。在示例中，映射器20被具体实现为网络控制器，例如同步接口网络控制器(SINC)。在此示例中，SINC可由专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)具体实现。

在映射器20被具体实现为SINC 22的情况下，图2提供用于在多个处理器12之间(例如在该所示示例中，第一和第二处理器之间)使通信同步的系统10的更详细示图。如上所述，各个处理器12包括存储器14或与存储器14关联，存储器14继而在相应存储器位置中维持本地计数16和远程计数18。所示本地计数16和远程计数18的集合与处理器12所执行的应用的相应进程关联。由于处理器12可执行一个或更多个应用的多个进程，所以与处理器关联的存储器14可包括本地计数16和远程计数18的多个集合，其中一个集合与各个进程关联。相应进程的本地计数16用作事务计数器，从而标识当前发送到进程或从进程发送或者最近发送到进程或从进程发送的相应消息数。例如，在通过相应进程发送或接收第一消息之后，处理器12可将本地计数16设定为值1。在通过相应进程发送或接收第十消息之后，处理器12可相应地将本地计数16设定为值10，等等。类似地，由处理器12维持的远程计数18是由另一处理器(例如在此示例中，第二处理器)执行的应用的另一进程(即，对应进程)所执行的消息的表示。由于处理器12正执行相同应用(继而，相同进程)，所以在处理器被同步的情况下本地计数16和远程计数18应该相同。然而，在处理器12未被同步的情况下，本地计数16和远程计数18将包含不同的值，从而使得此示例的系统10采取措施以使处理器(更具体地，处理器的进程)恢复到同步。

图2中描绘的示例的映射器20(例如，具体实现于SINC 22中)将第一处理器12所执行的应用的相应进程的本地计数16映射到第二处理器所执行的相同应用的相同进程的远程计数18，并且相反，将第二处理器所执行的应用的相应进程的本地计数映射到第一处理器所执行的相同应用的相同进程的远程计数。因此，本地计数16和远程计数18的集合表示发送到不同处理器所执行的相同应用的相同进程以及从不同处理器所执行的相同应用的相同进程发送的消息的相应计数。示例的映射器20被配置为实时或接近实时执行该映射，以允许相应处理器12所维持的本地计数16和远程计数18之间的有意义比较，远程计数不会由于映射进程所需的时间而时间延时或时间移位显著的程度

尽管映射器20可按各种不同的方式具体实现，但是图2所示示例的SINC 22包括多组寄存器，其中一组寄存器与多个处理器12的应用的各个进程关联。因此，各组寄存器与处理器12所执行的应用的相应进程的本地计数16和远程计数18的对应集合关联。例如，第一组寄存器与第一处理器所执行的应用的相应进程关联，第二组寄存器与第二处理器所执行的应用的对应进程(即，相同应用的相同进程)关联。尽管图2的SINC 22仅包括两组寄存器，但映射器可包括任何组数的寄存器，其中各组寄存器与处理器12所执行的应用的不同相应进程关联。各组寄存器可包括状态/配置寄存器24、出站寄存器26和入站寄存器28，其中出站和入站寄存器用于向其它外部装置以及从其传送数据。寄存器组还包括如下所述的至少一个映射器寄存器20形式的映射器。在这方面，与一个处理器12所执行的应用的进程关联的寄存器组可包括一个映射器寄存器20，其被配置为与正执行相同应用，继而对应(例如，相同)进程的各个其它处理器通信。

在图2的示例中，例如，与第一处理器12所执行的应用的进程关联的映射器寄存器20被配置为与正执行相同应用，继而对应进程的第二处理器通信，并且与第二处理器所执行的相同应用的对应进程关联的映射器寄存器被配置为与第一处理器通信。在包括三个或更多个处理器12的其它示例中，与一个处理器所执行的应用的进程关联的寄存器组可包括多个映射器寄存器20，其中一个被配置为与正执行相同应用，继而对应(例如，相同)进程的各个其它处理器通信。作为系统10包括三个处理器12的示例，在第二和第三处理器二者执行相同应用(继而，对应进程)的情况下，与第一处理器所执行的应用的进程关联的寄存器组可包括被配置为与第二处理器通信的第一映射器寄存器20以及被配置为与第三处理器通信的第二映射器寄存器。类似地，与第二处理器所执行的相同应用的对应进程关联的寄存器组可包括被配置为与第一处理器通信的第一映射器寄存器以及被配置为与第三处理器通信的第二映射器寄存器，与第三处理器所执行的相同应用的对应进程关联的寄存器组可包括被配置为与第一处理器通信的第一映射器寄存器以及被配置为与第二处理器通信的第二映射器寄存器。

各个映射器寄存器20被配置为接收由正执行与相应映射器寄存器关联的应用(继而，进程)的处理器12的存储器14所维持的本地计数16。如图2所示，各个映射器寄存器20还与由映射器寄存器被配置为与之通信的另一处理器12的存储器14所维持的远程计数18通信(例如，硬件通信)。关于图2中描绘的示例，与第一处理器12所执行的应用的进程关联的映射器寄存器20的值(即，第一处理器的存储器14所存储的本地计数16)被提供给维持远程计数18的第二处理器的存储器的存储器位置，从而提供存储器映射的输入/输出(在一个示例中可动态地分配)。相反，与第二处理器12所执行的相同应用的对应进程关联的映射器寄存器20的值(即，第二处理器的存储器14所存储的本地计数16)被提供给维持远程计数18的第一处理器的存储器的存储器位置。换言之，此示例的第一处理器12将本地计数16的值从与第一处理器关联的存储器14写到与相应进程关联的映射器寄存器20，该映射器寄存器20继而将该值传递到与第二处理器所执行的相同应用的对应进程关联的存储器以作为远程计数18的值存储。在包括三个或更多个处理器12的其它示例中，一个处理器的本地计数通过相应映射器寄存器20被映射到正执行相同应用(继而，相同进程)的各个其它处理器的对应远程计数。

不管处理器12的数量如何，映射器20可被配置为异步地操作，使得相应处理器12所提供的本地计数16可按最小延时实时传递并映射到另一处理器的远程计数18，使得不需要向示例的映射器提供时钟。在这方面，可(例如，由映射器20)通过硬件寻址标识与处理器12关联的存储器14维持远程计数18的存储器位置。尽管可利用各种硬件寻址技术，但是映射器20(例如，示例的网络控制器)利用PCIe寻址30(如图2中关于处理器12和映射器20示出的)以便标识另一处理器维持远程计数18的存储器位置，从而与本地计数16的值映射到远程计数结合使延迟最小化。

一个处理器12的本地计数16的值映射到一个或更多个其它处理器的远程计数18可由一个或更多个参数定义或控制。这些参数可作为静态配置的结果预先定义，可与向映射器20和从映射器20的消息传输结合以飞速写入的方式(on the fly)定义，或者其一些组合，其中一些参数预先定义(例如，静态配置的结果)，其它参数与向映射器和从映射器的消息传输结合定义。参数可包括映射器寄存器20的标识、其它处理器12的地址和/或一个处理器要写到其它处理器的字数。另一参数可以是偏移参数，其定义相对于与另一处理器关联并被配置为存储远程计数18的存储器位置所在的固定地址的偏移(例如，PCIe地址偏移)。附加参数可以是超时值，其定义另一处理器被允许增加其计数器的时间长度，其中在另一处理器在超时值所定义的时间段内未能增加其计数器的情况下采取措施，从而允许标识卡在延时时段的处理器并采取适当的补救措施。通过允许预先静态地或与消息交换结合动态地(以飞速写入的方式)定义各种参数，示例的系统10、方法和计算机程序产品在多个处理器12以及它们之间的通信方面提供灵活性。

现在参照图3，方法38中示出例如由图1(在一些示例中，图2)的系统10执行的操作。如方框40中所示，系统10(例如，多个处理器12)被配置为以多个处理器中的每一个处理相同进程的多个消息。在这方面，多个处理器中的每一个被配置为并行地执行相同应用(继而，相同应用的相同进程)。对于多个处理器中的各个处理器12所执行的相同进程，在与相应处理器关联的存储器14中维持本地计数16和至少一个远程计数18。在这方面，可维持本地计数16以对例如相应处理器12与进程通信的消息数(或者更一般地，处理的消息数，其可例如由所执行的指令数或者依据应用的进程的处理程度的一些其它度量来测量)进行计数，并且可针对一个或更多个其它处理器所执行的相同应用的对应进程维持远程计数18(例如，通过为各个其它处理器所执行的相同应用的对应进程维持单独的远程计数值)。类似本地计数16，远程计数18可被配置为对例如由另一处理器12的对应进程传送(或者更一般地，例如在所执行的指令数或者依据应用的处理程度的一些其它度量方面处理)的消息数进行计数。对于应用的相应进程，处理器12可维持数量等于处理器所执行的应用的进程的实例数的本地计数16和远程计数18。因此，处理器12所维持的远程计数18的数量通常比处理器所执行的应用的相应进程的实例总数少一。与相应进程结合，例如，在包括各自执行相同应用(继而，相同的相应进程)的三个处理器12的系统10中，各个处理器将维持本地计数16和两个远程计数18，各个远程计数值代表与相应一个其它处理器所执行的应用的相应进程关联的本地计数。如上所述并且如图3的方框42中所示，方法38包括对于相应处理器所执行的应用的相应进程，在与相应进程关联的存储器14中维持42本地计数16和至少一个远程计数18，其中，本地计数代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息，并且其中，所述至少一个远程计数代表传送到多个处理器中的另一处理器所执行的应用的对应进程或从多个处理器中的另一处理器所执行的应用的对应进程传送的消息。

如图3的方框44所示，系统10(例如，映射器20)被配置为将一个处理器12所执行的应用的进程的本地计数16映射到正执行相同应用(继而，对应(即，相同)进程)的另一处理器的对应远程计数18。在系统10包括三个或更多个处理器12的情况下，一个处理器所执行的应用的进程的本地计数16被映射到正执行相同应用(包括对应进程)的各个其它处理器所维持的对应远程计数18。如图3的决策方框46所示，系统10(例如，各个相应处理器12)确定处理器所维持的本地计数16是否大于同一处理器所维持的远程计数18，或者在包括三个或更多个处理器的示例中，处理器的本地计数是否大于同一处理器所维持的多个远程计数中的任一个。在处理器12所维持的本地计数16等于或小于同一处理器所维持的远程计数18的情况下，或者在系统10包括三个或更多个处理器并且处理器所维持的本地计数等于或小于同一处理器针对其它处理器所维持的多个远程计数中的每一个的情况下，处理器继续处理下一消息(例如，通过提供来自或去往处理器的消息传送)，决策为是并且方法38的流程返回到图3的方框40。

然而，在处理器12所维持的本地计数16超过同一处理器所维持的远程计数的情况下，或者在包括三个或更多个处理器并且处理器所维持的本地计数超过同一处理器针对任何其它处理器所维持的远程计数的系统10的示例中，决策为否并且使得本地计数超过远程计数的相应处理器所执行的进程进入延时时段，如图3的方框48中所示。在进入延时时段时，相应处理器12不处理进程的下一消息(例如，通过防止来自或去往相应处理器的下一消息的传送)，而是进入空闲状态，而一个或更多个其它处理器(即，相应处理器所维持的远程计数18小于同一处理器所维持的本地计数16的其它处理器)通过处理进程的下一消息来继续执行应用(更具体地，进程)(例如，通过提供来自或去往一个或更多个其它处理器的下一消息的传送)，如图3的方框50中所示。尽管相应处理器的特定进程处于延时时段，但在相应处理器上并行运行的其它进程(例如，由多核处理器的其它核执行的其它进程)未延时并继续执行。在一个或更多个其它处理器12处理进程的下一消息并且将其它处理器的本地计数16映射到相应处理器所维持的对应远程计数18之后，相应处理器所维持的本地计数与同一处理器所维持的远程计数的比较，或者在包括三个或更多个处理器的示例中，相应处理器所维持的本地计数与同一处理器针对各个其它处理器所维持的远程计数的比较被重复，以确定本地计数是否仍大于远程计数，或者在系统包括三个或更多个处理器的情况下，大于至少一个远程计数。如果相应处理器12所维持的本地计数16仍大于同一处理器所维持的至少一个远程计数18，则相应处理器保持在延时时段，而一个或更多个其它处理器(与相应处理器所维持的超过同一处理器所维持的本地计数的远程计数关联的那些)通过处理下一消息来继续执行应用(例如，通过提供来自或去往一个或更多个其它处理器的下一消息的传送)。然而，在其它处理器12已赶上相应处理器，使得相应处理器所维持的远程计数18等于同一处理器所维持的本地计数16的情况下，相应处理器的延时时段结束，并且相应处理器以及其它处理器通过处理下一消息(例如，通过提供来自或去往处理器的下一消息的传送)来继续执行应用。

上面结合图3描述的操作由各个处理器12根据示例来执行。换言之，尽管上面结合与处理器12之一结合制定的延时时段描述，与各个处理器关联的存储器14所维持的本地计数16和远程计数18由各个相应处理器比较，使得在相应处理器所维持的本地计数超过同一处理器针对其它处理器所维持的远程计数的情况下，多个处理器中的任一个或更多个被配置为进入延时时段。

作为进入延时时段以便允许多个处理器12相对于与相同应用的相同进程的该执行关联的消息处理返回到同步的示例，图4描绘了针对多个连续时间切片正执行相同应用(更具体地，相同应用的相同进程)的第一和第二处理器所执行的操作以及第一和第二处理器中的每一个在各个时间切片维持的本地计数16和远程计数18的值。在时间切片1，第一和第二处理器中的每一个结合相同应用(继而，相同进程)的执行处理第一消息。第一和第二处理器中的每一个所维持的本地和远程计数的初始值彼此匹配，因为在时间切片1期间本地和远程计数全部为0。在处理第一消息之后，第一和第二处理器所维持的本地计数在时间切片2中被更新为1，并且各个处理器的本地计数的值被映射到其它处理器的远程计数，使得第一和第二处理器的远程计数现在也为1。在进程的时间切片2期间，第一和第二处理器中的每一个然后处理下一消息，因为第一和第二处理器中的每一个的本地和远程计数的值继续相等。本地和远程计数然后在时间切片3中被更新为2，并且第一和第二处理器在时间切片3期间结合相同应用(继而，相同进程)的执行处理下一消息，因为第一和第二处理器中的每一个的本地和远程计数继续保持相同。

如进程的时间切片4所示，第一处理器已处理第三消息，从而得到本地计数3，其被映射到第二处理器的远程计数。然而，第二处理器还未处理进程的第三消息，使得第二处理器的本地计数仍为2，这继续被映射到第一处理器所维持的远程计数。由于在进程的时间切片4中第一处理器的本地计数超过第一处理器所维持的远程计数，所以第一处理器进入延时时段以不在时间切片4期间处理下一消息。尽管第一处理器进入延时时段，但在第一处理器上并行运行的其它进程(例如，由多核处理器的其它核执行的其它进程)未延时并继续执行。然而，由于第二处理器的本地计数不大于第二处理器所维持的远程计数(而是小于第二处理器所维持的远程计数)，所以第二处理器在进程的时间切片4期间处理下一消息。由于已处理进程的下一消息，第二处理器所维持的本地计数在时间切片5中增加至3，其继而被映射到第一处理器所维持的远程计数。由于第一和第二处理器中的每一个所维持的本地和远程计数再次彼此相等，所以第一处理器的延时时段结束，并且第一和第二处理器二者在进程的时间切片5中处理下一消息，从而导致在进程的时间切片6中对于第一和第二处理器中的每一个，本地和远程计数增加至4，从而允许第一和第二处理器二者继续处理下一消息(例如，通过提供来自或去往处理器的下一消息的传送)。

如图4中描绘的示例所示，即使在处理器异步地操作或者说相对于公共时钟变得步调不一致的情况下，示例的系统10、方法和计算机程序产品允许多个处理器12相对于由多个处理器与执行相同应用(继而，相同进程)结合进行的入站和/或出站消息处理(例如，消息的发送或接收)保持同步。通过确保多个处理器12的同步通信，多个处理器执行相同应用(包括相同进程)应该生成相同的结果，从而提供改进的容错性、完整性和应用的可用性。此外，示例的系统10、方法和计算机程序产品仅需要有限的存储器和有限的外部硬件或不需要外部硬件，以使与多个处理器所执行的进程关联的入站和出站消息处理同步，从而降低复杂度以及系统的功率要求。在这方面，与现有方法中必须尺寸更大以便适应最坏偏斜情况相比，示例的系统10可将各个处理器12存储正处理的消息所需的存储器量限制为存储两个消息所需的量。

图3示出描述根据本公开的系统、方法和计算机程序产品的操作的流程图。将理解，流程图的各个方框以及流程图中的方框的组合可由各种手段实现，具体实现为硬件、固件、电路和/或与执行包括一个或更多个软件指令的软件关联的其它装置。例如，上述一个或更多个操作可由软件指令具体实现。在这方面，具体实现上述过程的软件指令可由存储器14存储并由对应处理器12执行。将理解，任何这些软件指令可被加载到计算机或其它可编程设备(例如，硬件)上以生成机器，使得所得计算机或其它可编程设备实现流程图方框中指定的功能。这些软件指令也可被存储在计算机可读存储器中，其可引导计算机或其它可编程设备以特定方式起作用，使得存储在计算机可读存储器中的软件指令生成制品，其执行实现流程图方框中指定的功能。软件指令也可被加载到计算机或其它可编程设备上以使得在计算机或其它可编程设备上执行一系列操作以生成计算机实现的过程，使得在计算机或其它可编程设备上执行的软件指令提供用于实现流程图方框中指定的功能的操作。

此外，本公开包括以下条款，由此要注意的是，保护范围由权利要求提供，而非由这些条款：

条款1.一种被配置为使通信同步的系统，该系统包括：多个处理器，各个处理器被配置为执行一个或更多个应用，所述应用中的至少一个包括一个或更多个进程；多个存储器，各个存储器与相应处理器所执行的应用的相应进程关联，其中，各个存储器被配置为维持代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息的本地计数以及代表传送到所述多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程或从所述多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程传送的消息的至少一个远程计数；以及映射器，其被配置为将相应进程的本地计数映射到对应进程的远程计数，其中，第一处理器所执行的第一应用的第一进程被配置为，在与该第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，进入延时时段。

条款2.根据条款1所述的系统，其中，第一进程被配置为在本地计数超过至少一个远程计数的情况下进入延时时段，并且还被配置为在本地计数与对应进程的远程计数匹配的情况下继续执行。

条款3.根据条款1至2中的任一项所述的系统，其中，与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置通过硬件寻址来标识。

条款4.根据条款3所述的系统，其中，与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置通过PCIe地址来标识。

条款5.根据条款1至4中的任一项所述的系统，其中，由于时钟或操作差异，所述多个处理器异步地操作。

条款6.根据条款1至5中的任一项所述的系统，其中，所述多个处理器包括由于架构或时钟差异而独立地操作的多个相异的处理器。

条款7.根据条款1至6中的任一项所述的系统，其中，所述多个处理器包括多个多核处理器，多核处理器的各个核被配置为执行一个或更多个应用，所述应用中的至少一个包括一个或更多个进程。

条款8.根据条款1至7中的任一项所述的系统，其中，在第一处理器所执行的第一应用的第一进程进入延时时段的情况下，第一处理器所执行的第一应用的一个或更多个其它进程继续而没有延时。

条款9.一种用于使通信同步的方法，该方法包括以下步骤：利用多个处理器中的每一个所执行的一个或更多个应用的一个或更多个进程中的每一个来处理多个消息；对于相应处理器所执行的应用的相应进程，在与相应进程关联的存储器中维持本地计数和至少一个远程计数，其中，本地计数代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息，并且其中，所述至少一个远程计数代表传送到所述多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程或从所述多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程传送的消息；将相应进程的本地计数映射到对应进程的远程计数；以及在与第一处理器所执行的第一应用的第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，使得该第一进程进入延时时段。

条款10.根据条款9所述的方法，其中，使得第一进程进入延时时段的步骤包括在本地计数超过至少一个远程计数的情况下使得第一进程进入延时时段，并且其中，该方法还包括在本地计数与对应进程的远程计数匹配的情况下利用第一进程继续处理所述多个消息。

条款11.根据条款9至10中的任一项所述的方法，其中，映射本地计数的步骤包括通过硬件寻址来标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置。

条款12.根据条款11所述的方法，其中，通过硬件寻址标识存储器位置的步骤包括通过PCIe地址来标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置。

条款13.根据条款9至12中的任一项所述的方法，其中，处理所述多个消息的步骤包括由于时钟或操作差异而异步地操作所述多个处理器。

条款14.根据条款9至13中的任一项所述的方法，其中，映射本地计数的步骤包括以异步方式映射本地计数。

条款15.一种被配置为使通信同步的计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储有程序代码的非暂时性计算机可读介质，该程序代码包括程序代码指令，这些指令在执行时被配置为：利用多个处理器中的每一个所执行的一个或更多个应用的一个或更多个进程中的每一个来处理多个消息；在与相应处理器所执行的应用的相应进程关联的存储器中维持本地计数和至少一个远程计数，其中，本地计数代表传送到相应存储器所关联的相应进程或从相应存储器所关联的相应进程传送的消息，并且其中，所述至少一个远程计数代表传送到多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程或从多个处理器中的另一处理器执行的应用的对应进程传送的消息；将相应进程的本地计数映射到对应进程的远程计数；并且在与第一处理器所执行的第一应用的第一进程关联的存储器所维持的本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，使得该第一进程进入延时时段。

条款16.根据条款15所述的计算机程序产品，其中，被配置为使得第一进程进入延时时段的程序代码指令包括被配置为在本地计数超过至少一个远程计数的情况下使得第一进程进入延时时段的程序代码指令，并且其中，程序代码还包括被配置为在本地计数与对应进程的远程计数匹配的情况下利用第一进程继续处理所述多个消息的程序代码指令。

条款17.根据条款15至16中的任一项所述的计算机程序产品，其中，被配置为映射本地计数的程序代码指令包括被配置为通过硬件寻址标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置的程序代码指令。

条款18.根据条款17所述的计算机程序产品，其中，被配置为通过硬件寻址标识存储器位置的程序代码指令包括被配置为通过PCIe地址标识与另一处理器所执行的应用的对应进程关联的存储器维持远程计数的存储器位置的程序代码指令。

条款19.根据条款15至18中的任一项所述的计算机程序产品，其中，被配置为处理所述多个消息的程序代码指令包括被配置为由于时钟或操作差异，相对于多个处理器中的其它处理器处理所述多个消息异步地处理所述多个消息的程序代码指令。

条款20.根据条款15至19中的任一项所述的计算机程序产品，其中，被配置为映射本地计数的程序代码指令包括被配置为以异步方式映射本地计数的程序代码指令。

流程图方框支持执行指定的功能的手段的组合以及执行指定的功能的操作的组合。将理解，流程图的一个或更多个方框以及流程图中的方框的组合可由执行指定的功能的基于专用硬件的计算机系统或者专用硬件和软件指令的组合实现。

在一些示例中，可修改或进一步放大上述一些操作。此外，在一些示例中，可包括附加可选操作。可按任何次序并按任何组合执行对上述操作的修改、放大或添加。

受益于以上描述和相关附图中所呈现的教导，本公开所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本公开的许多修改和其它示例。因此，应当理解，本公开不限于所公开的特定示例，修改和其它示例旨在包括在所附权利要求书的范围内。此外，尽管以上描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的背景下描述了示例，应该理解，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可通过另选示例来提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，如一些所附权利要求中可阐述的，也可以想到与上面明确描述那些不同的元件和/或功能的组合。尽管本文中采用了特定术语，但它们仅在一般性和描述性意义上使用，而非为了限制。受益于以上描述和相关附图中呈现的教导，本公开所属领域的技术人员将想到本文所阐述的本公开的许多修改和其它示例。因此，将理解，本公开不限于所公开的特定示例，修改和其它示例旨在包括在所附权利要求的范围内。此外，尽管以上描述和相关附图在元件和/或功能的某些示例组合的背景下描述了示例，应该理解，在不脱离所附权利要求书的范围的情况下，可通过另选示例提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，如所附权利要求中的一些中所阐述的，也可以想到元件和/或功能的与上面明确描述的那些组合不同的组合。尽管本文中采用了特定术语，它们仅在一般描述性意义上使用，而非用于限制。

Claims (15)

1.一种被配置为使通信同步的系统(10)，该系统包括：

多个处理器(12)，各个处理器被配置为执行一个或更多个应用，所述应用中的至少一个包括一个或更多个进程；

多个存储器(14)，各个存储器与相应处理器所执行的应用的相应进程关联，其中，各个存储器被配置为维持代表传送到所述相应存储器所关联的所述相应进程或从所述相应存储器所关联的所述相应进程传送的消息的本地计数(16)以及代表传送到所述多个处理器中的另一处理器所执行的应用的对应进程或从所述多个处理器中的另一处理器所执行的应用的对应进程传送的消息的至少一个远程计数(18)；以及

映射器(20)，该映射器被配置为将所述相应进程的所述本地计数映射到所述对应进程的远程计数，

其中，第一处理器所执行的第一应用的第一进程被配置为，在由所述第一进程关联的所述存储器所维持的所述本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，进入延时时段。

2.根据权利要求1所述的系统(10)，其中，所述第一进程被配置为在所述本地计数(16)超过至少一个远程计数(18)的情况下进入所述延时时段，并且还被配置为在所述本地计数与所述对应进程的所述远程计数匹配的情况下继续执行。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的系统(10)，其中，与所述另一处理器(12)所执行的所述应用的所述对应进程关联的所述存储器(14)维持所述远程计数(18)的存储器位置是通过硬件寻址来标识的。

4.根据权利要求3所述的系统(10)，其中，与所述另一处理器(12)所执行的所述应用的所述对应进程关联的所述存储器(14)维持所述远程计数(18)的所述存储器位置是通过PCIe地址来标识的。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统(10)，其中，由于时钟或操作差异，所述多个处理器(12)异步地操作。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的系统(10)，其中，所述多个处理器(12)包括由于架构或时钟差异而独立地操作的多个相异的处理器。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的系统(10)，其中，所述多个处理器(12)包括多个多核处理器，多核处理器的各个核被配置为执行一个或更多个应用，所述应用中的至少一个包括一个或更多个进程。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的系统(10)，其中，在所述第一处理器(12)所执行的所述第一应用的所述第一进程进入所述延时时段的情况下，所述第一处理器所执行的所述第一应用的一个或更多个其它进程继续而没有延时。

9.一种用于使通信同步的方法(38)，该方法包括以下步骤：

利用多个处理器(12)中的每一个所执行的一个或更多个应用的一个或更多个进程中的每一个来处理(40)多个消息；

对于相应处理器所执行的应用的相应进程，在与所述相应进程关联的存储器(14)中维持(42)本地计数(16)和至少一个远程计数(18)，其中，所述本地计数代表传送到所述相应存储器所关联的所述相应进程或从所述相应存储器所关联的所述相应进程传送的消息，并且其中，所述至少一个远程计数代表传送到所述多个处理器中的另一处理器所执行的应用的对应进程或从所述多个处理器中的另一处理器所执行的应用的对应进程传送的消息；

将所述相应进程的所述本地计数映射(44)到所述对应进程的远程计数；以及

在与第一处理器所执行的第一应用的第一进程关联的所述存储器所维持的所述本地计数和至少一个远程计数未能匹配的情况下，使得(48)所述第一进程进入延时时段。

10.根据权利要求9所述的方法(38)，其中，使得(48)所述第一进程进入所述延时时段的步骤包括在所述本地计数(16)超过至少一个远程计数(18)的情况下使得所述第一进程进入所述延时时段，并且其中，所述方法还包括在所述本地计数与所述对应进程的所述远程计数匹配的情况下利用所述第一进程继续处理(40)所述多个消息。

11.根据权利要求9至10中的任一项所述的方法(38)，其中，映射(44)所述本地计数(16)的步骤包括通过硬件寻址来标识与所述另一处理器(12)所执行的所述应用的所述对应进程关联的所述存储器(14)维持所述远程计数(18)的存储器位置。

12.根据权利要求11所述的方法(38)，其中，通过硬件寻址标识所述存储器位置的步骤包括通过PCIe地址来标识与所述另一处理器(12)所执行的所述应用的所述对应进程关联的所述存储器(14)维持所述远程计数(18)的所述存储器位置。

13.根据权利要求9至12中的任一项所述的方法(38)，其中，处理(40)所述多个消息的步骤包括由于时钟或操作差异而异步地操作所述多个处理器(12)。

14.根据权利要求9至13中的任一项所述的方法(38)，其中，映射(44)所述本地计数(16)的步骤包括以异步方式映射所述本地计数。

15.根据权利要求9至14中的任一项所述的方法(38)，其中，该方法包括存储在非暂时性计算机可读介质上的程序代码。

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