一种Java并发程序死锁动态检测的新方法

死锁是并发程序中最为常见的一类错误,直到现在并没有得到很好地解决.本文以Java并发程序为例,重点研究针对资源死锁较为有效的动态检测算法:根据并发程序的动态执行追踪信息,分析出加锁控制依赖关系,再根据死锁所应满足的条件在该依赖关系集上作适量演算便得到潜在死锁关系对.进一步地,结合线程间控制流图所反映的部分静态依赖关系,剔除假性死锁关系对,提高了计算结果的精度.该算法显著的特点是简单易于实现,且无需构造锁树或锁图等图形表示.     

一种基于依赖分析的并发程序潜在死锁检测算法

死锁是并发程序特有的一种运行时错误,由于并发程序在执行时的不确定性,死锁的检测和定位是非常困难的.本文提出了一种基于依赖分析的并发程序潜在死锁检测算法,该算法是一种静态分析算法,能检测并发程序中是否存在潜在死锁,并能定位死锁发生时各线程可能被挂起的语句节点.本文给出了算法的形式化定义和时间复杂度分析,实验测试结果表明算法是正确且有效的.     

基于Elastos线程同步机制的死锁检测技术研究

Elastos是基于构件的操作系统,构件对象的行为模式决定了内核底层机制的实现.在Elastos中,进程对象、线程对象以及线程的同步对象等都是构件对象.介绍了Elastos的CAR构件技术及与之相应的线程同步机制,在此基础上分析了一类资源死锁产生的可能原因;结合Elastos本身的相关特点,讨论了实现死锁检测技术的各个环节,综合考虑了可靠性、正确性及效率方面的要求,给出了一个可行的死锁检测算法.通过实际验证,此算法可以得到正确的结果.     

Oracle数据库死锁问题研究

数据库是网络环境下多用户使用的共享资源,数据库在处理多线程大量数据存取过程中很可能出现死锁现象。文中介绍了Oracle数据库锁机制和死锁发生的原因,Oracle数据库检测死锁采用的相关视图。详细叙述了SQL语句检测死锁、死锁的定位方法和解决数据库死锁的方法。编写了在Linux环境中死锁检测脚本,模拟Oracle数据库死锁测试了脚本的正确性。实际应用表明该方法可以有效监测程序中的主要模块是否发生死锁,而且简单有效。     

OpenMP Fortran程序中死锁的静态检测

与BARRIER相关的死锁是导致OpenMP程序失效的重要隐患之一.对该类隐患的静态检测有助于在OpenMP程序运行之前提高其正确性.为了便于检测,将这种死锁分为两类.借助搜索与数据流分析分别按照存在性规则和非一致性规则检测第1类和第2类死锁.扩展了传统的控制流图以表示OpenMP程序.对于每个检测到的死锁,通过回溯记录控制流图中相关的路径,并利用静态分支预测量化其严重程度.基于上述思想,实现了一个OpenMP Fortran程序中死锁的静态检测工具C-Checker.实验表明,该工具能有效地检测OpenMP程序中与BARRIER相关的死锁.     

基于任务-资源图的AGVS循环死锁搜索算法的改进研究

针对AGVS中循环死锁搜索算法研究中存在的不能搜索全部的循环死锁的问题,利用任务-资源图提出一个改进算法.改进算法如下:首先,根据AGV的相对位置关系和执行任务的情况,利用任务-资源图(Task-Resource graph,T-R图)对AGVS进行建模,然后根据循环死锁的T-R图特征,在每一个状态时刻下的T-R图使用图的强连通分支理论搜索循环死锁.当访问完所有状态时刻下的T-R图,也就找到了AGVS中的所有循环死锁.算例验证与理论分析均说明改进算法可以搜索到全部类型的循环死锁,解决了原算法存在的不足.根据改进算法开发的控制规则,可以有效避免新循环死锁的产生.同时指出,对改进算法稍加修改,可以找到AGVS中所有的循环死锁和非循环死锁.     

分布式锁的Petri网建模及死锁检测

分布式锁管理DLM细化了锁模式的粒度,使得分布式系统具有更高的并发性,但死锁检测等锁的管理过程却更加复杂了,Petri网的应用能很好地解决该问题。为分布式锁建立Petri网模型,通过化简和合成建立系统的Petri网模型,借助Petri网的可达标识图实时检测出分布式系统的死锁状态,并查找死锁进程。     

分布式移动代理系统的异步死锁检测

移动代理技术在为分布式应用提供全新的网络计算方式的同时也产生了传统分布式计算领域所没有的新的交互模式和执行模式。传统分布式计算的处理方法如并发控制和死锁检测方法不再适用于客户和服务提供者都可在网络中随处移动的移动代理系统。通过移动代理来建模长寿事务,并根据移动代理的特点提出了一种异步分布式死锁检测和解除算法。它将事务代理的执行与死锁检测机制分离,用专门的代理负责死锁检测的初始化、检测和消除等工作。死锁的检测通过创建若干检测代理,使其在各个站点间移动来收集资源请求和分配信息,并据此构造全局等待图;通过分析和探测全局等待图中是否存在圈来完成。算法具有独立于网络的拓扑结构,死锁的检测和事务代理的执行异步操作,不对代理的移动性施加任何限制等特点。     

带有并发行为的UML状态机图的形式语义

在软件开发过程中,UML(统一建模语言)状态机图是目前最流行的建模形式之一,它属于半形式化模型,无法用形式化的方法进行推理。为了能对UML状态机图进行推理,现有工作采用Petri网、时序逻辑语言XYZ/E、动态描述逻辑、Z(Object-Z)语言、CHAM化学抽象机等作为状态机图的形式语义,但这些语义都是行为语义,并没有从结构上直接形成体现真并发的形式语义。该文提出一种新的模型——统一结构模型作为带有并发行为的UML状态机图的形式语义,该模型不会增加或减少状态机图的任何信息。基于统一结构模型首先定义了状态机图的格局(全局状态),用于表现状态机图的执行过程,并且给出了UML状态机图的格局的转换规则,说明格局如何在状态机图中执行,在此基础上给出了状态机图的可达性算法,然后还对状态机图的死锁等性质进行了介绍,最后开发出一个原型工具,实现了状态机图的可达性分析,并用实例说明了该方法的应用。     

基于资源等待图的死锁检测算法

死锁是操作系统、数据库系统以及通信网络中经常出现的现象.分析了使用资源分配图和进程等待图完成死锁检测的不足,提出了资源等待图的概念,并给出了基于资源等待图进行死锁检测的方法,该算法能够完成当资源类含有多个实例时的死锁检测.     

基于元路径的图Transformer神经网络

图神经网络作为一种新的深度学习模型, 被广泛运用在图数据中, 并极大地推动了推荐系统、社交网络、知识图谱等应用的发展. 现有的异构图神经网络通常事先定义了多条元路径来学习异构图中的复合关系. 然而, 这些模型通常在特征聚合步骤中只考虑单条元路径, 导致模型只关注了元路径的局部结构, 忽略了元路径之间的全局相关性; 还有一些模型则是忽略掉了元路径的中间节点和边信息, 导致模型无法学习到元路径内部的语义信息. 针对以上问题, 本文提出一种基于元路径的图Transformer神经网络(MaGTNN). 该模型首先将异构图采样为基于元路径的多关系子图, 利用提出的位置编码和边编码的方法来获取元路径中的语义信息. 随后使用改进的图Transformer层计算出目标节点与其元邻居的相似度, 并利用该相似度来聚合其所有的元邻居信息. 在3个公开数据集的节点分类和节点聚类任务中, MaGTNN均高于最新的基准模型.     

A graph-based algorithm for consistency maintenance in incremental and interactive integration tools

Development processes in engineering disciplines are inherently complex. Throughout the development process, the system to be built is modeled from different perspectives, on different levels of abstraction, and with different intents. Since state-of-the-art development processes are highly incremental and iterative, models of the system are not constructed in one shot; rather, they are extended and improved repeatedly. Furthermore, models are related by manifold dependencies and need to be maintained mutually consistent with respect to these dependencies. Thus, tools are urgently needed which assist developers in maintaining consistency between inter-dependent and evolving models. These tools have to operate incrementally, i.e., they have to propagate changes performed on one model into related models which are affected by these changes. In addition, they need to support user interactions in settings where the effects of changes cannot be determined automatically and deterministically. We present an algorithm for incremental and interactive consistency maintenance which meets these requirements. The algorithm is based on graphs, which are used as the data model for representing the models to be integrated, and graph transformation rules, which describe the modifications of the graphs to be performed on a high level of abstraction. This paper is an extended version of [6].     

图依赖研究与应用综述

图依赖是用于解决图数据的数据一致性问题的数据质量规则。基于图依赖提升数据一致性的过程通常分为图依赖定义与形式化、图依赖自动挖掘、基于图依赖的数据一致性提升三步。介绍了针对数据一致性的图依赖理论,并根据拓展类型将图依赖分为基于结构约束拓展、基于语义约束拓展和基于外部约束拓展的图依赖;综述并对比了从图数据中自动挖掘图依赖及其拓展的算法;分析了应用图依赖提高数据一致性的研究现状;总结了当前研究中仍存在的问题,并依据问题展望了图依赖在数据质量领域的应用前景。     

基于Petri网的数据库系统并发控制活性分析

从数据库系统在时刻t的状态N出发,构造出相应的Petri网模型,进而构造出其可达标识图。通过分析可达标识图,可判断系统是否为死锁状态。若不是死锁状态,系统是否可能出现死锁,什么情况下系统肯定不会出现死锁。最后,给出了数据库系统中事务并发操作的死锁检测方法与避免措施。     

基于Petri网的并发系统活性分析

本文从数据库系统在时刻t的状态N出发，构造出相应的Petri网模型，进而构造出其可达标识图．通过分析可达标识图，可判断系统是否为死锁状态．若不是死锁状态，系统是否可能出现死锁，什么情况下系统肯定不会出现死锁．最后，给出了数据库系统中事务并发操作的死锁检测方法与避免措施．     

On Deadlock Detection in Distributed Systems

A hierarchically organized and a distributed protocol for deadlock detection in distributed databases are presented in [1]. In this paper we show that the distributed protocol is incorrect, and present possible remedies. However, the distributed protocol remains impractical because "condensations" of "transaction-wait-for" graphs make graph updates difficult to perform. Delayed graph updates cause the occurrence of false deadlocks in this as well as in some other deadlock detection protocols for distributed systems. The performance degradation that results from false deadlocks depends on the characteristics of each protocol.     

改进的图谱理论阈值分割方法

针对现有的基于归一化的图谱理论阈值分割算法的权值计算公式没有充分考虑像素点的关联,在图像含有弱边界时很难得到真实解,导致图像细节分割不理想的问题,本算法首先使用高斯混合模型构造新的约束条件引入到权值计算中,使得权值计算充分地考虑像素点之间的关联。在计算图谱划分测度前,本算法通过高斯混合模型的均值参数自适应确定门限值的分布区间,较大地提高了图谱划分测度计算的效率。实验结果表明,相对于现有的基于归一化的图谱理论的阈值分割方法,本文算法具有较好的分割效果,可以保留图像更多细节。     

基于概率分布的图卷积文本分类模型

近年来,图神经网络模型因其对非欧氏数据的建模和对全局依赖关系的捕获能力而广泛应用于文本分类任务。现有的基于图卷积网络的分类模型中的构图方法存在消耗内存过大、难以适应新文本等问题。此外,现有研究中用于描述图节点间的全局依赖关系的方法并不完全适用于分类任务。为解决上述问题,该文设计并提出了基于概率分布的文本分类网络模型,以语料库中的词和标签为节点构建标签-词异构关系图,利用词语在各标签上的概率分布描述节点间的全局依赖关系,并通过图卷积操作进行文本表示学习。在5个公开的文本分类数据集上的实验表明,该文提出的模型在有效缩减图尺寸的同时,相比于其他文本分类网络模型取得了较为先进的结果。     

MPI-RCDD: A Framework for MPI Runtime Communication Deadlock Detection

The message passing interface (MPI) has become a de facto standard for programming models of highperformance computing, but its rich and flexible interface semantics makes the program easy to generate communication deadlock, which seriously affects the usability of the system. However, the existing detection tools for MPI communication deadlock are not scalable enough to adapt to the continuous expansion of system scale. In this context, we propose a framework for MPI runtime communication deadlock detection, namely MPI-RCDD, which contains three kinds of main mechanisms. Firstly, MPI-RCDD has a message logging protocol that is associated with deadlock detection to ensure that the communication messages required for deadlock analysis are not lost. Secondly, it uses the asynchronous processing thread provided by the MPI to implement the transfer of dependencies between processes, so that multiple processes can participate in deadlock detection simultaneously, thus alleviating the performance bottleneck problem of centralized analysis. In addition, it uses an AND⊕OR model based algorithm named AODA to perform deadlock analysis work. The AODA algorithm combines the advantages of both timeout-based and dependency-based deadlock analysis approaches, and allows the processes in the timeout state to search for a deadlock circle or knot in the process of dependency transfer. Further, the AODA algorithm cannot lead to false positives and can represent the source of the deadlock accurately. The experimental results on typical MPI communication deadlock benchmarks such as Umpire Test Suit demonstrate the capability of MPIRCDD. Additionally, the experiments on the NPB benchmarks obtain the satisfying performance cost, which show that the MPI-RCDD has strong scalability.