在分层共享内存多核平台埃米利奥·德·卡马戈·弗朗西丝基尼引用此版本：埃米利奥·德·卡马戈·弗朗西丝基尼。在分层共享内存多核平台上处理Actor运行时环境。数值分析[cs.NA]。格勒诺布尔大学;圣保罗大学英语NNT：2014GRENM 027。电话：01549158HAL Id：tel-01549158https://theses.hal.science/tel-015491582017年6月28日提交HAL是一个多学科的开放获取档案馆，用于存放和传播科学研究文件，无论它们是否已这些文件可能来自法国或国外的教学和研究机构，或来自公共或私人研究中心。L’archive ouverte pluridisciplinaire处理Actor运行时环境在分层共享内存多核平台埃米利奥·德·卡马戈·弗朗西丝基尼这是呈现给O在我的研究中，UnIVERSIT y Of SaintoPaulOTOObT aI n 的标题我不知道你是谁程序：计算机科学顾问：Alfredo Goldman vel Lejbman博士教授在开展这项工作期间，作者得到了CAPES/COFECUB2014年5月16日，圣保罗处理Actor运行时环境在分层共享内存多核平台这个版本的论文包含了审查委员会在2014年5月16日举行的原始版本答辩期间提出的所有修改和更正。可获得原始版本的副本在圣保罗大学数学与统计研究所审查委员会：• 博士Alfredo GOLDMAN VEL LEJBMAN（顾问），IME-USP教授（巴西）• Jean-François MÉHAUT博士（联合顾问）格勒诺布尔大学教授（法国）• 博士菲利普·奥A. 导航南里奥格兰德联邦大学教授（巴西UFRGS）• 博士让-皮埃尔·布里奥CNRS Brésil研究主任（巴西）• 博士Jomi Fred HÜBNER巴西圣卡塔琳娜联邦大学教授献给帕特丽夏我亲爱的妻子你的善良和关心使这一切成为可能。确认“Solutions nearly always come from the direction youleast expect, which means there’s no point trying to lookin that direction because it won’t be coming from道格拉斯·亚当斯，《怀疑的鲑鱼》，2002年。几年前，我开始了我的个人项目，成为一名博士。现在，随着时间的推移，我逐渐成熟了，我意识到我对自己的生活只有一个小小的想法。 真正的意义幸运的是，我并不是一个人在努力。在这段旅程中，我得到了许多了不起的人的支持，他们以这样或那样的方式帮助我面对如此艰巨的任务所带来的个人和职业障碍。没有他们的支持，这个项目就不可能实现。首 先 ， 我 要 感 谢 我 的 顾 问 Alfredo Goldman vel Lejbman 和 Jean-FrançoisMéhaut。在我访问巴西和法国期间，我们进行了无数次讨论，这些讨论告诉我，有时在我们向前迈出一步之前，有必要后退两通过他们，我了解到，对于那些正在寻找解决方案的人来说，解决方案是自然而然的（有时是出乎意料的）。我还要感谢他们为我提供了发展和发表本论文所包含的研究所需的所有支持，并让我有机会与几位国际研究人员取得联系。第 二 ， 我 要 感 谢 我 在 巴 西 （ Nelson Lago 、 Yanik Ngoko 、 MarcosMarcosMargaret Amaris 、 Thiago Furtado 、 Paulo Albera 、 Leonardo Leite 、 FelipeBesson 、Guilherme Nogueira、 Wesley Seidel 和 Carlos Eduardo Santos ） 和 法 国（Vinicius Pinheiro、Cristian Sanabria、Augustin Degomme、Luka Stanisic、BriceVideau 、 Gabriel Duarte 、 Christophe Laferrière 、 Rodrigue Chakode 和 ThomasNguélé）的实验室同事。你的陪伴和我们的讨论使我生命中的这段时期值得纪念。最后，我要感谢我的家人。尤其是我的妻子帕特里夏。你在我最需要你的时候站在我身边。我还要感谢我的父母Sueli和Fernando，以及我的兄弟姐妹Fernanda和Felipe。谢谢你在我的一生中一直相信我。我爱你们摘要参与者模型存在于几个关键任务系统中，例如支持WhatsApp和Facebook Chat的系统。这些系统同时为数千个客户端提供服务，因此需要通常由多处理器和多核平台提供的大量计算资源。非统一内存访问（NUMA）架构占这些平台的重要份额。然而，目前的演员运行时环境，这些机器的适用性的研究是非常有限的。当前的运行时环境通常假设一个平坦的内存空间，因此不能尽可能地执行。在这篇论文中，我们研究了层次共享内存多核平台对Actor运行时环境的挑战。特别是，我们调查的内存管理，调度和负载平衡相关的方面。在本文档中，我们分析和表征基于角色的应用程序，根据上述内容，提出对角色运行时环境的改进。这一分析强调了特殊通信结构的存在。我们认为，这些结构的理解和底层硬件架构的知识，可以用于串联，以提高应用程序的性能。作为概念验证，我们使用一个真正的Actor运行时环境Erlang虚拟机（VM）实现了我们的建议Erlang中的并发性基于actor模型，并且该语言具有一致的actor处理语法。我们对Erlang VM的修改显著提高了一些应用程序的性能，这要归功于我们在调度和负载平衡方面做出了更明智的决策。雷苏莫O modelo de Emação basado em atores é frequentemente utili- zadopara o desenvolvimento de grandes aplicação es e sistemas. Podemoscitar como exemplo o o serviço de bate-papo do Facebook ou ainda oWhat- sApp.这一系统支持多种多样的日常联系，包括发展和相互合作的限制。这些系统通常用于基础设施硬件和多核处理器。正常情况下，máquinas deste porte são basedas em uma estrutura de memóriacompar-tilhada hierarquicamente（NUMA -非统一内存访问）。Nossaanálise dos atuais ambientes de execução para atores e a pesquisa na lite-ratura mostram que poucos estudos sobre a adequação deste ambientesa essas plataformas hierárquicas foram jujidos. Estes ambientes deexecution normalmente assumption que o espaço de memória é uniformeo que pode causar sérios problemas de desempenho. Nesta tese nós estu-damos os desafios enfrentados por um ambiente de execução para atoresquando da sua execução nestas plataformas. Estudamos particularmenteos problemas de gerenciamento de memória ， de escalonamento e debalanceamento de carga.Neste documento nós também analisamos e characterizamos asaplica-çées basedas no modelo de atores. 分析我们允许执行基准和应用程序的证据，我们之间的特殊联系。这是一个特殊的过程，它利用了执行的环境来优化或改进。A avaliação dos grafos de comunicação e aimplementação da prova de conceito foram feitas utilizando um ambientede execução real，a máquina virtual da linguagem Erlang. A linguagemErlang utiliza o modelo de atores para concorrência com uma sintaxeclara e consistente. As modificaçoes que nós efetuamos nesta máquinavirtual permitiram uma melhora significativa no desempenho de certasaplicaçoes através de uma melhor afinidade de comunicação entre osatores. O escalona- mento e o balanceamento de carga também forammelhorados graças à utilização do conhecimento sobre o comportamentoda aplicação e sobre a plataforma dehardware.简历Le modèle de programmation à base d'acquisition été intensivementutilisé pour le dépément de grandes applications et systèmes. 可 以 像Facebook 或 WhatsApp 一 样 使 用 Facebook 聊 天 工 具 。 Ces systèmespeuvent avoir plusieurs milliers d'utilisa-connectés apément avec desconstraintes fortes de performance et d'interactivité. Ces systèmess'appuient sur des infor-matiques basées sur des processeurs multi-cours.这是一个通用的空间存储器架构，分为多个层次的NUMA（非统一存储器访问）。本文通过对蒙氏艺术的研究，分析了蒙氏艺术中基于记忆的制版方法的适用性。这一执行过程在一般假设中假设记忆空间是一个完整的平台，它构成了一系列的性能问题在此基础上，我们研究了多中心板 的 缺 陷 ， 并 对 基 础 知 识 进 行 了 分 层 记 忆 。 Nous étudions plusparticulièrement les problèmes de gestion mémoire，在第一部分中，我们分析并确定了基于该模型的应用。这是一个分析方法的许可证，它可以证明应用程序和基准的执行对通信结构的影响，这些通信结构具有特定的属性，这些属性可以使执行过程更加优化，在Erlang编程语言的虚拟机（VM）中，通信图形和嵌入式操作系统的价格在执行相关任务时有效。Erlang的编程语言支持一种语法清晰、语法一致的acquisition模式，用于acquisition管理。Les modificationsque nous avons intégrées à la machine virtuelle Erlang permettent内容图目录v算法列表VII表的列表VII缩略语列表IX1引言11.1 目标与贡献. . . . . . . . . . . . . . . . . . .41.2科学背景. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .71.3论文大纲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .82背景和动机92.1分层共享内存多核平台。. . . . . . . . . .102.1.1编程工具。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142.2 演员. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162.2.1演员编程。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162.2.2生态环境。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202.2.3 NUMA平台上的调度和内存管理。272.2.4应用。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332.3结束语。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .353理解Actor应用程序373.1应用分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .383.2一般执行特征。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .403.3NUMA平台上的参与者通信成本。. . . . . . . . . . . .433.4集线器和亲和组。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .473.5结束语. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .52第4章行动者环境534.1启发式设计指南。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .54我二.目录4.2一个了解NUMA的演员环境574.2.1距离584.2.2初始演员安置634.2.3负载平衡644.2.4偷工作724.3结论性意见. 755实验评价775.1评价方法。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .785.1.1修改的Erlang VM。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .785.1.2实验平台。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .855.2实验结果. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .855.2.1基准. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .865.2.2实际应用。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .925.2.3原始VM比较。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .965.3结论。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .966相关工作996.1与演员有关的方法. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .996.1.1 Erlang VM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1006.1.2其他环境问题。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1016.2通用NUMA感知并行方法。. . . . . . . . . . . . . . .1047结论和展望1077.1 捐款。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1087.2 未来的工作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .109一 出版物清单113BErlang115B.1迁移限制。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115B.2 迁移路径。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118CAltix UV 2000初步实验评估121C.1实验结果。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122C.2NUMA瓶颈。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124D法文摘要扩展127D.1导言。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130D.1.1捐款。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133D.1.2科学背景。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136D.2动机和基本原则。. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .138目录iiiD.2.1Le ModèleD.2.2Les EnvironnementsD.2.3结论148D.3执行环境问题的一种层次性方法BaseD.3.1PlacementInitialD.3.2Équilibragede Charge et Escherichiques152D.4经验评估152D.4.1实验板153D.4.2La Machine VirtuelleErlang Modifiée153D.4.3基准和应用156D.4.4实验结果156D.4.5结论160D.5TravauxConnexes160D.5.1Approches Liées auModèleD.5.2Numa163板材成型总公司的做法D.6结论165D.6.1捐款166D.6.2前景168参考书目171在线资源185
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