基于堆的緩存污染監(jiān)測過濾機制研究.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別被訪問數(shù)據(jù)的局部性，無法根據(jù)數(shù)據(jù)的局部性變化及時調(diào)整置換策略。特別是針對偶發(fā)性、周期性的批量操作或者大數(shù)據(jù)集的訪問，LRU算法的緩存命中率會急劇下降，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)高速緩存污染問題。目前普遍采用的多核共享緩存機制有效降低了核間通信開銷，提高了緩存利用率，但多個核心

2、之間競爭使用共享緩存使得緩存污染更為容易擴散，進一步加劇緩存污染問題，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銷過大、對應(yīng)用程序不透明、需要特殊硬件支持等問題。
　　基于堆內(nèi)存的緩存污染監(jiān)測過濾機制（Monitoring and Filtering Mechanism on Cache Pollution，MFMCP），為應(yīng)用程序提供一種通用、透明且低開銷的緩存污染解決方案。MFMCP利用通用處理器平臺上普遍存在的硬件計數(shù)

3、器對應(yīng)用程序已分配堆內(nèi)存的運行時信息進行采樣監(jiān)測，并結(jié)合中斷信號機制降低采樣監(jiān)測引入的開銷。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)測當(dāng)前正在分配內(nèi)存的類型，并將預(yù)測類型傳遞給操作系統(tǒng)內(nèi)核頁面管理模塊。為了能夠有效地對共享緩存進行劃分，MFMCP對內(nèi)核伙伴系統(tǒng)進行擴展，加入了以頁著色技術(shù)為基礎(chǔ)的頁面管理機制，再以預(yù)測的內(nèi)存類型指導(dǎo)伙伴系統(tǒng)對共享緩存進行動態(tài)劃分，實現(xiàn)對緩存污染的有效防治。
　　實驗結(jié)果表