基于預測分析的并發(fā)程序錯誤檢測技術(shù)研究.pdf

1、并發(fā)程序能夠極大提高程序執(zhí)行效率，因而備受關(guān)注并已在實際應(yīng)用中得到推廣。但是并發(fā)程序容易引入數(shù)據(jù)競爭、原子性違反和順序違反等錯誤，可能會造成人員或財產(chǎn)損失。因此如何有效發(fā)現(xiàn)并發(fā)程序錯誤就成為至關(guān)重要的問題。并發(fā)程序錯誤檢測技術(shù)應(yīng)運而生并持續(xù)發(fā)展。
　　本文在分析當前并發(fā)程序錯誤檢測的主流技術(shù)和主要技術(shù)指標的基礎(chǔ)上，從可擴展性、效率、有效性以及檢測結(jié)果的可理解性四個方面，對基于預測分析的并發(fā)程序錯誤檢測技術(shù)作進一步研究，主要工作和貢

2、獻如下：
　　針對程序執(zhí)行軌跡中的冗余事件和殘余事件，提出兩階段軌跡過濾技術(shù)。該技術(shù)首先掃描待測軌跡，計算每個線程的當前并發(fā)上下文信息并聯(lián)合部分事件對應(yīng)代碼的所在位置，構(gòu)造二維等價計算模型收集完全等價事件標準和等價線程標準，以移除本地冗余事件和全局冗余事件；然后利用冗余事件已移除的軌跡和冗余線程中的消息標識，自動識別并移除鎖殘余事件和通信殘余事件。實驗表明，兩階段軌跡過濾技術(shù)可有效縮減待測軌跡的規(guī)模，從而提高檢測技術(shù)的可擴展性。<

3、br>　　針對順序違反錯誤，提出區(qū)間限定的雙向預測方法。該方法首先雙向掃描正常軌跡，收集兩類期望的數(shù)據(jù)流信息并計算約束信息，構(gòu)造基于期望的雙向預測模型；接著用保守策略識別雙向預測模型中的潛在順序違法事件序列區(qū)間，以在此區(qū)間內(nèi)雙向預測潛在順序違反事件是否可行；然后生成與預測結(jié)果對應(yīng)的調(diào)度以檢測順序違反錯誤。實驗表明，采用區(qū)間限定的雙向預測方法的檢測技術(shù)可快速有效的發(fā)現(xiàn)順序違反錯誤。
　　針對空指針解引用異常問題，提出約束指導的預測分

4、析與主動隨機測試技術(shù)相結(jié)合的檢測技術(shù)。該技術(shù)首先掃描待測軌跡，計算其約束信息、記錄線程連續(xù)執(zhí)行區(qū)間信息并收集共享數(shù)據(jù)流信息，構(gòu)造基于約束指導的預測模型；接著約束指導地重排從預測模型獲取的數(shù)據(jù)流生成導致空指針解引用錯誤的關(guān)鍵場景；然后針對預測出的關(guān)鍵場景，主動控制線程調(diào)度以檢測導致空指針解引用的惡性競爭。實驗表明，約束指導的預測分析與主動隨機測試技術(shù)相結(jié)合可有效地檢測出這一類惡性競爭。
　　針對軌跡中的上下文頻繁切換問題，提出漸進地