基于堆的緩存污染監(jiān)測(cè)過(guò)濾機(jī)制研究.pdf

1、現(xiàn)有的處理器大多采用近期最少使用算法（Least Recently Used，LRU）作為高速緩存置換算法，但是該算法不能有效地識(shí)別被訪問(wèn)數(shù)據(jù)的局部性，無(wú)法根據(jù)數(shù)據(jù)的局部性變化及時(shí)調(diào)整置換策略。特別是針對(duì)偶發(fā)性、周期性的批量操作或者大數(shù)據(jù)集的訪問(wèn)，LRU算法的緩存命中率會(huì)急劇下降，導(dǎo)致局部性較差的數(shù)據(jù)將局部性較好的數(shù)據(jù)驅(qū)逐出高速緩存，引發(fā)高速緩存污染問(wèn)題。目前普遍采用的多核共享緩存機(jī)制有效降低了核間通信開(kāi)銷，提高了緩存利用率，但多個(gè)核心

2、之間競(jìng)爭(zhēng)使用共享緩存使得緩存污染更為容易擴(kuò)散，進(jìn)一步加劇緩存污染問(wèn)題，嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能?，F(xiàn)有的緩存污染治理策略存在著開(kāi)銷過(guò)大、對(duì)應(yīng)用程序不透明、需要特殊硬件支持等問(wèn)題。
　　基于堆內(nèi)存的緩存污染監(jiān)測(cè)過(guò)濾機(jī)制（Monitoring and Filtering Mechanism on Cache Pollution，MFMCP），為應(yīng)用程序提供一種通用、透明且低開(kāi)銷的緩存污染解決方案。MFMCP利用通用處理器平臺(tái)上普遍存在的硬件計(jì)數(shù)

3、器對(duì)應(yīng)用程序已分配堆內(nèi)存的運(yùn)行時(shí)信息進(jìn)行采樣監(jiān)測(cè)，并結(jié)合中斷信號(hào)機(jī)制降低采樣監(jiān)測(cè)引入的開(kāi)銷。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)同一內(nèi)存上下文分配的內(nèi)存其訪存行為高度相似的特性，預(yù)測(cè)當(dāng)前正在分配內(nèi)存的類型，并將預(yù)測(cè)類型傳遞給操作系統(tǒng)內(nèi)核頁(yè)面管理模塊。為了能夠有效地對(duì)共享緩存進(jìn)行劃分，MFMCP對(duì)內(nèi)核伙伴系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，加入了以頁(yè)著色技術(shù)為基礎(chǔ)的頁(yè)面管理機(jī)制，再以預(yù)測(cè)的內(nèi)存類型指導(dǎo)伙伴系統(tǒng)對(duì)共享緩存進(jìn)行動(dòng)態(tài)劃分，實(shí)現(xiàn)對(duì)緩存污染的有效防治。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表