JP2014517434A - コンピュータにより実行される方法及びコンピュータシステム - Google Patents
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Abstract
Description
アプリケーションから優先度情報を受信するアプリケーションホストにおいてメモリ管理を行うためにコンピュータの少なくとも1つのプロセッサが実行する方法であって、
複数のメモリ割当リクエストを示す情報であって1つ以上のアプリケーションがどのようにメモリの割当を利用するかを示す情報を、アプリケーションホストにおいて受信するステップと、
前記アプリケーションホストにおいてアプリケーションを効率的に実行させ続けるための処理の必要性を示す少なくとも1つのメモリ状態を確認するステップと、
処理する対象の割当を決定するために、受信した割当リクエストを列挙するステップと、
列挙されたもののうち処理の対象となる1つ以上の割当を選択するステップと、
検出した前記メモリ状態を改善するために、選択された前記割当による処理を実行するステップと
を有する方法である。
本願において説明されるメモリ管理システムは、メモリがどのように使用されているかを記述する情報をアプリケーションから受信し、メモリを利用するためのアプリケーション要求をアプリケーションホストがよりいっそう制御できるようにする。現在のアプリケーションホストは、アプリケーションがどの程度多くのメモリ要求を行っているか、及びどの程度のメモリサイズが個々の要求で要求されているかということ以外に、アプリケーションによるメモリの利用についてほとんど何も知らない。すなわち、メモリアプリケーション各々の目的、何れのアプリケーションが間もなく使用されることになるか、アプリケーションホストが更に多くのメモリを必要とする場合に何れのメモリアプリケーションが容易に作成し直せるか、何れのメモリアプリケーションがしばらくの間使用できなくなるか、何れのアプリケーションメモリがアプリケーションのパフォーマンスに影響を与えることなくディスクにページングできるか等をアプリケーションホストは把握していない。不都合なことに、アプリケーションホストはこの種の判断を行うタスク又は任務を担っているが、この種の判断を効率的に行うことに関するほとんどの情報をアプリケーションが保持している。
本願において説明されるメモリ管理システムは、メモリがどのように使用されているかを示す又は記述する情報をアプリケーションから受信し、メモリを利用するためのアプリケーション要求をアプリケーションホストがよりいっそう適切に制御できるようにする。現在のアプリケーションホストは、アプリケーションがどの程度多くのメモリ要求を行っているか、及びどの程度のメモリサイズが個々の要求で要求されているかということ以外に、アプリケーションによるメモリの利用についてほとんど何も知らない。すなわち、メモリアプリケーション各々の目的、何れのアプリケーションが間もなく使用されることになるか、アプリケーションホストが更に多くのメモリを必要とする場合に何れのメモリアプリケーションが容易に作成し直せるか、何れのメモリアプリケーションがしばらくの間使用できなくなるか、何れのアプリケーションメモリがアプリケーションのパフォーマンスに影響を与えることなくディスクにページングできるか等をアプリケーションホストは把握していない。不都合なことに、アプリケーションホストはこの種の判断を行うタスク又は任務を担っているが、この種の判断を効率的に行うことに関するほとんどの情報をアプリケーションが保持している。この矛盾又は問題は、現在のところ、基本レベルの機能を提供しかつ何れの処理がなされるかを推測するアプリケーションホストにより解決されている。多くの場合、アプリケーションホストはアプリケーションホストがメモリを必要とする直前にディスクに対するメモリを呼び出す、或いはアプリケーションホストはアプリケーションにとって重要でない多くのメモリ管理労力を費やしてしまうかもしれない。
多くの場合、ソフトウェア開発者にとって、メモリ管理システムとやり取りを行うようにソフトウェアを修正することが可能である。実際に開発されるアプリケーションに関し、ソフトウェア開発者はメモリ管理システムがもたらす利点の観点からメモリ管理システムを使用することを選択するかもしれないし、或いはアプリケーションがメモリ管理システムを使用するように動作する特定のプラットフォームにより決められるかもしれない。多くの場合、アプリケーションは、そのアプリケーションが使用しがちな仕方で割り振られたメモリを維持する。例えば、アプリケーションのユーザインタフェースの或る部分から別の部分へユーザが遷移した場合に、アプリケーションはユーザがそのインタフェースを再び訪れる場合に備えてかつてのインタフェースからの情報を保持するかもしれない。今日、この情報は他のアクティブに使用されるメモリと同程度にホストにとってもまさに必要であるように見えている。本メモリ管理システムはホストにこの種の状況を通知する方法をアプリケーションに提供し、そのようなメモリが優先順位を落とせるようにする。これに応じて、ホストは、そのようなメモリをページングする有望な候補として選択し、或いはアプリケーションからの追加的な情報に起因していっそう効果的な他のメモリ管理判断を可能にする。
メモリ管理システムとやり取りを行うようにソフトウェアアプリケーションを修正することがソフトウェア開発者にとって不可能であった場合、或いはシステムが未修正のアプリケーション(すなわち、本システムと共に動作するように明確には設計されていないアプリケーション)と共に実現される場合であっても、システムはメモリ管理の恩恵を享受することが可能である。これを行うため、システムは、アプリケーションがどのようにしてメモリを使用するかを示す情報を収集する(例えば、静的な分析及び/又はアプリケーションの評価に基づいてもよい。分析又は評価は、アプリケーションを動作させること、メモリの割当の情報を取得すること、アプリケーションの実行時間の間に利用度を監視すること等を含む)。この情報は、パフォーマンス特性を判定する際に有用であり、アプリケーションホストのメモリマネジャにより有益に(intelligently)使用される。この情報の利用の仕方の具体例は、ゴミ又は不要データの高度な収集、ディスクに対する高度なページング、パフォーマンスの高いメモリキャッシュの高度なキャッシュ管理等を含み、アプリケーションが遭遇するかもしれない潜在的なメモリの制約をユーザに警告することさえも含んでもよい。
メモリ管理システムは、アプリケーションにより提供された又はアプリケーションの分析により判定されたメモリの利用の仕方についての追加的な情報を受け取るようになされたカーネル又はアプリケーションホストに対する修正を含む。従来のソフトウェアメモリの管理とは異なり、本願により説明されるアプリケーションにより通知されるメタデータ及びその他の情報により提供されるメモリの利用の仕方に関する更なる情報又は洞察に起因して、カーネルはアプリケーションの情報や処理によらずメモリを一層効率的に管理できる。後にカーネルは如何なる処理がなされたかをアプリケーションに通知する又はメモリを管理し、アプリケーションがメモリを必要とする時点で使用できるようにし、アプリケーションがカーネルのメモリ関連処理を気にしない又は考慮しないで済むようにする。カーネルは、(例えば、重要でない又は使用される見込みがないメモリを低速/低頻度のディスクストレージに移す又はオフロードすることで)より優れたページングを実行できるようにし、メモリの要請が高まった場合にメモリを解放できるようにし、カーネルにより提供されるオペレーティングシステムを利用して1つ以上のアプリケーションに代わってメモリを管理する他の処理を実行できるようにする。例えば、カーネルは少ないフラグメンテーション(fragmentation)でメモリを適切に割り振ることが可能である。
図1は一実施形態によるメモリ管理システムの要素を示すブロック図である。システム100は、メタデータ受信要素105、充足条件要素110、割当リクエスト要素115、メモリ参照要素120、アプリケーションインタフェース要素125、静的分析要素130、動的分析要素135、ホスト要素140、リクエスト受信要素145、リクエスト保存要素150、割当要素155、メモリ処理要素160及びデータ保存要素165を含む。以下、これらの要素の各々を詳細に説明する。
<<システム動作>>
図3は、メモリの割当及び利用を要求するためにソフトウェアアプリケーションにおいて行われるメモリ管理システムの処理を示す一実施形態によるフローチャートを示す。
Claims (15)
- アプリケーションから優先度情報を受信するアプリケーションホストにおいてメモリ管理を行うためにコンピュータの少なくとも1つのプロセッサが実行する方法であって、
複数のメモリ割当リクエストを示す情報であって1つ以上のアプリケーションがどのようにメモリの割当を利用するかを示す情報を、アプリケーションホストにおいて受信するステップと、
前記アプリケーションホストにおいてアプリケーションを効率的に実行させ続けるための処理の必要性を示す少なくとも1つのメモリ状態を確認するステップと、
処理する対象の割当を決定するために、受信した割当リクエストを列挙するステップと、
列挙されたもののうち処理の対象となる1つ以上の割当を選択するステップと、
検出した前記メモリ状態を改善するために、選択された前記割当による処理を実行するステップと
を有する方法。 - 前記受信するステップにおいて、前記アプリケーションホストによりアプリケーションから受信された保存されている割当のリスト又は他のデータ構造にアクセスする、請求項1に記載の方法。
- 前記受信するステップにおいて、何れのアプリケーションを解放できるか、何れのアプリケーションにページングできるか、或いは利用可能なメモリを効率的に管理するために何れの処理を行うかを前記アプリケーションホストが決定することを促す優先度情報又は他の情報にアクセスする、請求項1に記載の方法。
- 前記メモリ状態を確認するステップにおいて、あるアプリケーションは実行に必要なメモリが不足しつつあること、及び付与されるメモリを動作している他のアプリケーションから取得することを確認する、請求項1に記載の方法。
- 前記メモリ状態を確認するステップにおいて、対象のアプリケーションのメモリリクエストが充足されないことを確認し、前記アプリケーションホストが前記割当リクエストを受信する時までに前記アプリケーションのメモリリクエストを充足するように予めメモリを利用可能にする、請求項1に記載の方法。
- 前記受信した割当リクエストを列挙するステップにおいて、解放される必要があった場合に容易に復元できる割当を判別するために割当のリスト又は他のデータ構造を検査する、請求項1に記載の方法。
- 前記受信した割当リクエストを列挙するステップにおいて、アプリケーションが直ぐには使用されそうにないアプリケーションを判別するために割当のリスト又は他のデータ構造を検査する、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上の割当を選択するステップにおいて、割当を要求した前記アプリケーションにより該割当がどのように使用されるかを示す受信した情報に基づいて該割当を選択する、請求項1に記載の方法。
- 前記1つ以上の割当を選択するステップにおいて、特定のトータルサイズのメモリについて複数の割当を選択し、該トータルサイズに至る又は超えるアプリケーションを選択する、請求項1に記載の方法。
- 前記処理を実行するステップにおいて、以前に割り当てたメモリを解放する、或いはメモリ内容をディスク又は他のストレージに移す、請求項1に記載の方法。
- 前記処理を実行するステップにおいて、前記アプリケーションが前記割当に依存する処理を修正できるように前記アプリケーションに前記処理を通知する、請求項1に記載の方法。
- ホストにおいて動作するアプリケーションから受信した割当メタデータを利用して前記ホストの中でメモリを効率的に管理する、ソフトウェア命令を実行するように形成されたプロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムであって、
メモリ割当の利用の仕方を交渉するように1つ以上のアプリケーション及び前記ホストの間に通信インタフェースを設定するアプリケーションインタフェース要素と、
アプリケーションが動作する環境を含み、当該コンピュータシステムにより行われるメモリ管理の仕方にアクセスするホスト要素と、
メモリを割り当てるリクエストをアプリケーションから受信するリクエスト受信要素であって、前記リクエストの各々は、割り当てられたメモリを前記アプリケーションがどのように使用するかを示す情報を前記ホストに提供するメタデータを含む、リクエスト受信要素と、
メモリ管理の判断を行う際に使用するために、受信したリクエスト及び関連するメタデータ情報を保存するリクエスト保存要素と、
1つ以上の受信したアプリケーション割当リクエストを充足するように、メモリを割り当てる実際の処理を実行する割当要素と、
装置におけるメモリを管理する処理を実行し、以前に受信して保存したリクエスト情報にアクセスし、実行される処理の影響を受ける1つ上の関連するメモリ割当を決定するメモリ処理要素と
を有するコンピュータシステム。 - 前記アプリケーションインタフェース要素はアプリケーションプログラミングインタフェース(API)を含み、前記ホストが前記アプリケーションを提供する際に、前記アプリケーションは前記割当を示す情報を該APIを通じて提供し、前記ホストが前記アプリケーションの代わりにメモリを管理できるようにする、請求項12に記載のコンピュータシステム。
- 前記アプリケーションインタフェース要素は、メモリの利用状況の情報を前記ホストに提供するためにアプリケーションバイナリモジュールを静的又は動的に分析する、請求項12に記載のコンピュータシステム。
- 前記リクエスト受信要素、前記リクエスト保存要素、前記割当要素及び前記メモリ処理要素は、アプリケーションメモリを管理するために、前記ホストにアクセス可能なメモリマネジャの構成要素を形成する、請求項12に記載のコンピュータシステム。
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