一种基于分区调度的系统资源分配方法及系统与流程

本发明涉及智慧中屏终端运行过程中的系统资源监测，具体涉及一种基于分区调度的系统资源分配方法及系统。

背景技术：

1、智慧中屏终端可以同时运行视频播放、视频通话、语音交互、设备控制、系统界面、日志上传及内容预取等业务，不同业务共同使用中央处理器、内存和网络接口。按照应用名称或者静态进程组设置资源上限时，资源分配对象可能与底层接口的实际控制范围不一致，同一控制动作还可能影响多个业务成员。业务运行期间形成的进程间调用、共享对象使用及音视频链路具有会话属性，仅依据静态配置难以确定当前业务所需的支撑范围。资源状态又来自不同计量接口，控制上限、实际占用量和系统可用量具有不同含义，采样时间及统计窗口不一致时，可能形成不对应同一运行状态的资源缺口。多个调度请求并发或者跨周期执行时，依赖关系、对象成员及控制能力可能变化，按单个周期建立预留不能覆盖尚未结束的控制过程，供给方额度和接收方缺口也可能被重复使用。此外，控制接口返回成功并不表示请求的资源量已经形成系统可用量，单独记录供给方变化也不足以处理接收方已经生效的额度。资源恢复时，如果仅提高供给方预算而未处理接收方临时额度，或者未检查恢复后的业务需求，可能再次出现资源不足。因而，需要在资源对象、计量口径和执行状态之间建立可核对的对应关系，并为资源授予、失败处理和后续恢复提供完整的状态依据。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：如何在智慧中屏终端中，根据当前会话依赖关系和有效资源测量确定与实际控制范围一致的资源控制域，通过跨周期预留、执行阶段版本校验及双侧资源核验完成资源授予，并在接收方需求和资源保护边界约束下实施可追溯的控制状态恢复。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

3、一种基于分区调度的系统资源分配方法，应用于智慧中屏终端，包括：采集运行任务和底层资源控制能力，生成任务资源记录、资源控制实体及资源控制能力表；根据运行时依赖证据构建会话依赖图和会话依赖集合，结合资源测量记录生成调度快照；依据所述会话依赖集合和调度快照确定资源控制实体的唯一资源控制域归属，分别确定资源边界和资源缺口，生成资源控制域记录及版本校验记录；依据所述资源控制域记录筛选供给资源控制实体，建立跨调度周期有效的资源预留记录及资源回收事务；执行前持久化资源恢复记录并校验版本，按资源控制实体侧和系统侧测量结果确定经核验资源释放量，在当前剩余资源缺口内执行授予并更新资源恢复记录；根据所述资源恢复记录和运行测量记录验证活动业务、基础保障服务及供给资源控制实体的运行状态；验证失败时执行恢复处理并生成调度限制记录；验证通过且满足恢复条件时逐批恢复和验证，将符合条件的资源测量记录用于更新业务资源需求统计表。

4、在本发明的一方面，所述任务资源记录、资源控制实体及资源控制能力表的生成包括：

5、采集运行任务对应的进程、线程、中央处理器控制组、内存控制组、图形渲染上下文、音频会话、网络套接字及设备控制会话，记录资源对象实例标识、父子关系、当前会话标识、业务类型、资源种类和资源占用量；

6、按资源种类，将接受同一控制接口实例及控制目标共同控制且不能分别设置控制量的资源对象形成资源控制实体，对同一资源种类采用不重叠的资源对象范围进行计量，并检查父级控制限制；

7、根据接口存在性、访问权限、允许参数范围、控制粒度、状态回读结果及维护阶段的动作恢复验证结果，按资源控制实体、资源种类和资源控制动作分别记录可精确执行、可降级执行或不可执行状态，不可执行状态的资源控制实体仍参与依赖分析、资源计量及资源控制域归属，但不执行对应资源控制动作。

8、在本发明的一方面，所述会话依赖图及会话依赖集合的生成包括：

9、根据业务焦点和任务实例记录确定前台业务根资源控制实体，以资源控制实体为节点，根据进程间调用、套接字通信、共享对象使用、图形缓冲区传递及音频链路占用记录，建立由依赖方指向被依赖方的有向边，并记录证据类型、有效期间和采集状态；

10、将首次确认存在的有向边记为待确认，连续2个有效采集周期存在时记为已确认，连续3个有效采集周期未发现依赖时记为已失效，采集失败的周期不累计不存在次数，并沿待确认及已确认关系生成临时保护范围；

11、从前台业务根资源控制实体沿已确认有向边逐层访问被依赖实体，通过已访问清单去重形成会话依赖集合；达到遍历深度上限仍存在未处理有效出边，或者临时保护范围未完成分析时，不依据对应会话生成新的资源回收事务。

12、在本发明的一方面，所述唯一资源控制域归属的确定包括：

13、将基础保障服务清单对应的资源控制实体归入基础保障资源控制域，将前台业务根资源控制实体归入活动业务资源控制域，将会话依赖集合中的其余资源控制实体归入会话支撑资源控制域，将剩余资源控制实体归入可回收资源控制域并记录其回收资格；

14、同一资源控制实体满足多个归属条件时，按照基础保障资源控制域、活动业务资源控制域、会话支撑资源控制域和可回收资源控制域的顺序确定唯一归属；根据本地资源保护规则确定各业务的业务保护等级，其中，基础保障服务为第4级，实时音视频为第3级，其他前台交互为第2级，后台可延后任务为第1级；同一实际控制范围涉及不同保护要求时，比较该实际控制范围内各业务的业务保护等级，按照数值最大的业务保护等级所对应的保护要求限制资源控制动作；

15、对于多个会话引用的资源控制实体，按实体计量1次总资源量，根据带会话标识的运行记录分别保存能够归属的增量需求，不能区分到会话的部分保留在实体的唯一归属资源控制域中，各引用会话不重复计入该实体的资源总量。

16、在本发明的一方面，所述调度快照、资源边界和资源缺口的生成包括：

17、按照统一单调时钟采集资源状态，为中央处理器和网络测量记录统计窗口起止时间，为内存、温度和电源测量记录实际生成时间，并检查会话依赖关系及资源控制能力的有效期间是否覆盖快照基准时刻；

18、对本次资源回收事务所需记录进行时间偏差、数据完整性和采集前后版本检查，任一检查未通过时将调度快照记为无效，不使用该调度快照生成新的资源回收事务；

19、分别记录当前控制预算、实际资源占用量、系统可用资源量、硬性保留边界和弹性运行边界，根据业务资源需求统计表及当前业务状态确定预测需求量，计算资源缺口，并将图形连续性、温度裕量及电源功率裕量用于资源控制动作准入和运行状态验证。

20、在本发明的一方面，所述版本校验记录的生成和使用包括：

21、保存当前会话标识、资源对象实例信息、会话依赖图版本、资源控制域记录版本、资源控制能力表版本、本地资源保护规则版本及资源控制实体成员信息，形成保留原始字段的版本校验记录；

22、通过统一资源管理服务取得对应控制范围的排他执行资格，将所述保留原始字段的版本校验记录与当前状态逐项比较，并检查调度快照的存续时间、依赖保护状态及当前控制值，任一检查未通过时停止尚未执行的动作；

23、将本事务已经执行的控制变化按动作次序保存，后续执行阶段根据当前状态重新形成版本校验记录；发生外部状态变化时，取消尚未执行的动作，并依据资源恢复记录处理已经产生控制效果的动作。

24、在本发明的一方面，所述供给资源控制实体筛选，资源预留和资源回收事务生成包括：

25、从具有回收资格的可回收资源控制域中排除会话依赖对象、临时保护对象、存在有效调度限制记录的对象及具有未恢复控制状态的对象，以当前控制预算超过弹性运行边界且尚未被预留的部分确定供给上限；

26、在排他处理范围内同时检查供给上限、接收方尚未覆盖的资源缺口及已有有效预留，以启动标识、资源控制实体实例标识和资源种类确定有效预留的排他范围，通过比较并交换建立资源预留记录，预留量不超过供给上限、接收方尚未覆盖的资源缺口及单次动作上限；

27、根据接口支持的控制粒度生成降低中央处理器时间配额、降低受管后台缓存容量上限并释放可重建缓存或者降低本地受控出口发送预算的资源控制动作，没有不超过预留量的可执行档位时跳过对应对象，资源控制动作超时后先确认实际执行状态，不直接释放已经产生控制效果的预留。

28、在本发明的一方面，确定所述经核验资源释放量时，在同一事务的动作前后，分别取得资源控制实体侧和系统侧相同统计口径的测量记录，通过完整性、时间及测量偏差检查后，取实体侧实际占用减少量、系统侧可用量增加量和预留量中的最小值，并按接收方接口粒度向下对齐，确定经核验资源释放量。

29、执行所述授予并更新资源恢复记录时，在供给方及接收方动作执行前保存各自控制前状态、目标状态、对象实例、动作代次和逆向动作，在当前剩余资源缺口内执行接收方额度增加并回读，将已经生效并经回读确认的额度增加量记为实际授予量，并根据所述实际授予量更新资源恢复记录，未产生实际授予的已执行动作仍保留资源恢复记录。

30、验证失败而执行所述恢复处理时，依据所述资源恢复记录处理已执行动作。

31、验证通过且满足恢复等待条件时，逐批检查撤回临时额度后的资源需求及保护边界，通过先撤回对应接收方临时额度再恢复供给方控制设置实施试恢复，并验证资源缺口及各方运行状态；试恢复失败时撤销该试恢复，仅将验证通过、未发生回退且未受资源限制的资源测量记录用于更新业务资源需求统计表。在本发明的另一方面，本发明还公开了一种基于分区调度的系统资源分配系统，设置于智慧中屏终端，包括存储器和处理器，

32、所述存储器存储计算机程序，以及任务资源记录、资源控制能力表、会话依赖图、会话依赖集合、调度快照、资源控制域记录、版本校验记录、资源预留记录、资源恢复记录和业务资源需求统计表；

33、所述处理器执行所述计算机程序时，实现上述的一种基于分区调度的系统资源分配方法。

34、在本发明的一方面，所述存储器存储带版本的本地资源保护规则，所述本地资源保护规则包括基础保障服务清单、资源保护边界、禁止回收对象、允许动作、单次动作上限、温度保护条件及电源功率保护条件；

35、所述处理器被配置为校验远程资源策略的业务策略载荷及校验元数据，将校验通过的业务类型、保护等级、允许降级范围和有效时间窗限制在本地资源保护规则允许范围内，拒绝扩大底层资源控制能力或者降低基础保障服务保护要求的内容；

36、所述处理器还被配置为在计划升级或接口替换前停止新事务并处理既有控制状态恢复，在异常重启或非计划接口变化后扫描尚未恢复的资源恢复记录，核对对象实例、当前控制状态及可用恢复接口，不能确认恢复路径时保留待维护状态，不向复用相同编号的新对象执行旧恢复动作。

37、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

38、本发明根据实际控制接口及控制目标形成资源控制实体，使资源计量、控制和恢复对应具体操作系统对象；根据会话调用和对象存续记录形成会话依赖集合，并对待确认关系保留临时保护范围，有助于减少对当前业务支撑对象的误回收。通过区分控制预算、实际占用量和系统可用量，并核对测量窗口及记录版本，使资源缺口和控制依据具有明确来源。供给方额度与接收方缺口在同一排他处理范围内预留，预留在事务跨周期执行期间保持有效，有助于减少重复预留和重复授予。资源控制前保存双方状态，控制后通过实体侧和系统侧测量限制授予量，能够为零授予、部分执行及结果待确认情况保留恢复依据。资源恢复同时检查接收方撤回临时额度后的需求、供给方预算及系统保护边界，并通过逐批验证处理恢复后的业务变化。验证通过且未受资源限制的资源记录用于更新后续需求统计，使需求确定与已经核对的运行记录保持对应。