4-资源管理.pdfVIP

第 4 章 资源管理 主要内容：与共享相关的迁移、共享资源管理算法、死锁处理 学时：45′*4 重点：管理算法 难点：死锁处理 4-1 分布式系统中的资源共享途径 一、 数据迁移——将数据取来用 设结点 A 的用户向结点B 存取数据。有两种实现办法： 1、 将整个文件传给 A ，用过后再回传给 B ； 2、 将文件中的实际需要部分传给 A ，用过后将修改部分传 给 B 。 讨论：两种办法各有自己的优势，这些优势与各种因素相关： 1、与文件的大小及其所需要的数据所占的比例有关； 2、与对此文件的访问次数有关； 3、数据的一致性保证问题； 4、异构数据之间数据格式的互换 二、 计算迁移——将计算委托给对方 1、 RPC——串行 2、 消息：由相关节点的 OS 创建一个计算进程，完成相应 的计算——并行。 1 3、 问题：存在连续迁移问题，系统需要有一定的机制加 以解决。 三、 作业迁移——负载平衡 大作业可以被分成若干个子作业 原因： ① 负载平衡； ② 提高计算速度； ③ 对特定（软/硬件）资源的需要。 方法： ① 显式——用户提出迁移地，系统执行 ② 隐式——系统决定，用户不管 4-2 资源管理 按单资源管理来考虑： 集中管理/专制（Autocratic ）管理——单一管理者 功能分布/分割（Partitioned ）管理——权力划分（分工：学 校各部门的分工） 浮动/轮流（Successive）管理——轮流 分散/ 民主（Democratic ）管理——协调管理 按多资源管理来考虑： 分管：每个资源属于一个管理者独立管理 2 合管：每个资源由所有管理者共同管理 部分管理：每个资源由若干管理者共同管理 从实用角度讲，以下三种方法是分布式系统常用的。 ① 局部集中管理 思想：资源按其分布由所在的结点集中管理。进程需要资源时向 所在结点申请，本结点不能满足时，由系统向其它结点申请。 适应对象：内存、键盘、显示器（属于各结点、逻辑上较独立）。 并发问题： a) 按临界区处理 b) “读者——写者”问题： i. 读者优先：除非写者占有资源，否则可读； ii. 写者优先：一旦写者占有资源，读者等待。 ② 分散式管理 思想：一个资源由多个管理者协商管理，对一个资源的使用必须 经过所有管理者同意。 适应对象：具有多个副本的文件的读写。 问题：管理复杂、通信开销大。 ③ 分级管理 思想：对资源进行分类，一类用局部集中式管理，另一类用分散 3 式管理。 问题：需要两套管理机制。 一、 分散式资源管理算法 算法思想： 按照 FCFS 的策略协调控制对资源的使用，本算法与上一章 介绍的改进的 Lamport 算法类似，用一个全局时间戳来对申请进 行定序。 算法描述： 1、 p 申请资源r，向各个进程发消息 Request(T, p, r)，并将它放 入自己的申请队列，其中 T 为时间戳。 2、其它进程 q 收到 Request(T, p, r)后，将其放入申请队列，若 q 当前未申请该资源，则立即给 q 发一个带时间戳的 Reply，如 果 q 也正在使用或者申请此资源，且时间戳先于 T，则暂时不 发 Reply,否则发一个带时间戳的 Reply ； 3、当下列条件成立时，p 才可以获得申请的资源 r a) 在自己的申请队列中，Request(T, p, r) 中的 T 是最小的； b) p 已经收到所有其它进程的同意答复。 4、释放资源 a) p 从自己的申请队列中删除 Request(T, p, r); b) 给所有的等待者发 Release(T, p, r)和带有时间戳的 Reply; c) q 收到 Release 后，将 Request(T, p, r)从申请队列中删除。