基于未來鎖集的死鎖規(guī)避技術(shù)研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，軟件的規(guī)模不斷擴(kuò)大，其復(fù)雜度也隨之增加，程序并發(fā)執(zhí)行已經(jīng)成為提高程序工作效率的一種常用方法，而由并發(fā)程序引發(fā)的程序問題也越來越嚴(yán)重。其中死鎖是并發(fā)程序中的典型問題之一，也是影響并發(fā)軟件安全的主要問題。死鎖會導(dǎo)致程序無法正常運(yùn)行或終止，甚至崩潰，造成重大人身威脅和財(cái)產(chǎn)損失。同時死鎖的運(yùn)行狀態(tài)空間龐大，難以重現(xiàn)和修正等問題使其成為軟件領(lǐng)域的難題之一。因此，如何有效的檢測并規(guī)避死鎖，提高軟件的可靠性和安全性，成為急需解決的問

2、題。
　　目前的死鎖規(guī)避方法大部分都是基于動態(tài)分析的，基于動態(tài)分析的死鎖規(guī)避方法需要在程序運(yùn)行之后執(zhí)行死鎖規(guī)避算法，主要有兩種策略，第一種是在死鎖發(fā)生之前對有加鎖操作的關(guān)鍵區(qū)代碼進(jìn)行串行執(zhí)行，另一種是在死鎖發(fā)生之后回滾到死鎖發(fā)生之前的檢查點(diǎn)后再繼續(xù)執(zhí)行。這兩種死鎖規(guī)避策略對源程序執(zhí)行的效率影響較大，甚至直接導(dǎo)致程序的執(zhí)行結(jié)果出現(xiàn)錯誤。
　　針對這個問題，本文研究靜態(tài)分析與動態(tài)分析相結(jié)合的死鎖規(guī)避方法，提出一種基于未來鎖集的死

3、鎖規(guī)避方法，其主要思想是根據(jù)靜態(tài)插裝的信息智能的區(qū)分可能發(fā)生死鎖的關(guān)鍵區(qū)，并使它們串行從而規(guī)避死鎖。具體完成了以下工作：
　　首先在分析編譯器前端Clang和死鎖產(chǎn)生原因的基礎(chǔ)上，研究了面向死鎖規(guī)避的程序插裝方法，提出了一種基于未來鎖集的死鎖規(guī)避算法。
　　然后，根據(jù)前面的插裝信息完成計(jì)算未來鎖集，判斷是否執(zhí)行該加鎖操作，建立全局鎖分配圖等工作，實(shí)現(xiàn)規(guī)避死鎖的邏輯，并且保證在截取的過程是原子執(zhí)行的。
　　最后，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)