基于預(yù)測(cè)分析的并發(fā)程序錯(cuò)誤檢測(cè)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(shí)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(jìng)爭(zhēng)、原子性違反和順序違反等錯(cuò)誤，可能會(huì)造成人員或財(cái)產(chǎn)損失。因此如何有效發(fā)現(xiàn)并發(fā)程序錯(cuò)誤就成為至關(guān)重要的問(wèn)題。并發(fā)程序錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生并持續(xù)發(fā)展。
　　本文在分析當(dāng)前并發(fā)程序錯(cuò)誤檢測(cè)的主流技術(shù)和主要技術(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，從可擴(kuò)展性、效率、有效性以及檢測(cè)結(jié)果的可理解性四個(gè)方面，對(duì)基于預(yù)測(cè)分析的并發(fā)程序錯(cuò)誤檢測(cè)技術(shù)作進(jìn)一步研究，主要工作和貢

2、獻(xiàn)如下：
　　針對(duì)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(guò)濾技術(shù)。該技術(shù)首先掃描待測(cè)軌跡，計(jì)算每個(gè)線程的當(dāng)前并發(fā)上下文信息并聯(lián)合部分事件對(duì)應(yīng)代碼的所在位置，構(gòu)造二維等價(jià)計(jì)算模型收集完全等價(jià)事件標(biāo)準(zhǔn)和等價(jià)線程標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)識(shí)，自動(dòng)識(shí)別并移除鎖殘余事件和通信殘余事件。實(shí)驗(yàn)表明，兩階段軌跡過(guò)濾技術(shù)可有效縮減待測(cè)軌跡的規(guī)模，從而提高檢測(cè)技術(shù)的可擴(kuò)展性。<

3、br>　　針對(duì)順序違反錯(cuò)誤，提出區(qū)間限定的雙向預(yù)測(cè)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(jì)算約束信息，構(gòu)造基于期望的雙向預(yù)測(cè)模型；接著用保守策略識(shí)別雙向預(yù)測(cè)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(yù)測(cè)潛在順序違反事件是否可行；然后生成與預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)應(yīng)的調(diào)度以檢測(cè)順序違反錯(cuò)誤。實(shí)驗(yàn)表明，采用區(qū)間限定的雙向預(yù)測(cè)方法的檢測(cè)技術(shù)可快速有效的發(fā)現(xiàn)順序違反錯(cuò)誤。
　　針對(duì)空指針解引用異常問(wèn)題，提出約束指導(dǎo)的預(yù)測(cè)分

4、析與主動(dòng)隨機(jī)測(cè)試技術(shù)相結(jié)合的檢測(cè)技術(shù)。該技術(shù)首先掃描待測(cè)軌跡，計(jì)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(dǎo)的預(yù)測(cè)模型；接著約束指導(dǎo)地重排從預(yù)測(cè)模型獲取的數(shù)據(jù)流生成導(dǎo)致空指針解引用錯(cuò)誤的關(guān)鍵場(chǎng)景；然后針對(duì)預(yù)測(cè)出的關(guān)鍵場(chǎng)景，主動(dòng)控制線程調(diào)度以檢測(cè)導(dǎo)致空指針解引用的惡性競(jìng)爭(zhēng)。實(shí)驗(yàn)表明，約束指導(dǎo)的預(yù)測(cè)分析與主動(dòng)隨機(jī)測(cè)試技術(shù)相結(jié)合可有效地檢測(cè)出這一類惡性競(jìng)爭(zhēng)。
　　針對(duì)軌跡中的上下文頻繁切換問(wèn)題，提出漸進(jìn)地