TD類漏洞及死鎖檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告

TD類漏洞及死鎖檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的中期報(bào)告一、研究背景和意義：隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，程序的規(guī)模和復(fù)雜度不斷增大，程序中的并發(fā)性愈發(fā)重要。在并發(fā)編程中，出現(xiàn)了許多應(yīng)對并發(fā)的解決方案和算法。其中，事務(wù)內(nèi)存（TransactionalMemory，簡稱TM）作為一種新型的同步機(jī)制，以其高效、簡潔、安全的特點(diǎn)在學(xué)術(shù)界和工業(yè)界引起了廣泛的關(guān)注。事務(wù)內(nèi)存是一種基于硬件/軟件的內(nèi)存模型，可提供與傳統(tǒng)鎖機(jī)制相似的可串行化語義（serializability）。事務(wù)（transaction）是一個原子單位的操作，其內(nèi)部的所有內(nèi)存訪問通過一個“原子提交”(atomiccommit)的機(jī)制來保證高并發(fā)下的數(shù)據(jù)一致性。因此，事務(wù)內(nèi)存在編寫并發(fā)程序時(shí)要比傳統(tǒng)的鎖同步方法更為簡單。由于事務(wù)內(nèi)存使用原子性操作，其允許多個線程同時(shí)訪問同一塊內(nèi)存空間，從而允許程序并發(fā)執(zhí)行，以提高程序的執(zhí)行效率。然而，TD（TransactionalDeadlock，事務(wù)死鎖）是事務(wù)內(nèi)存編程時(shí)產(chǎn)生的一種獨(dú)特的錯誤類型。TD是指兩個或多個事務(wù)由于鎖互斥等原因無法正常完成而被死鎖。當(dāng)一個或多個進(jìn)程試圖獲取一個被其他進(jìn)程持有的資源時(shí)，就有可能產(chǎn)生死鎖。TD通常由程序員編寫的不正確代碼或不恰當(dāng)?shù)恼{(diào)試策略引起。如果不及時(shí)檢測和消除TD，會導(dǎo)致程序假死和資源浪費(fèi)的問題?；谝陨媳尘埃瑸榱藢?shí)現(xiàn)并發(fā)程序的正確性和高效性，研究和開發(fā)TD類漏洞及死鎖檢測系統(tǒng)具有重要的實(shí)際應(yīng)用意義。本小組的設(shè)計(jì)和研究，主要針對事務(wù)內(nèi)存程序中的死鎖問題展開。二、研究目標(biāo)和內(nèi)容：本項(xiàng)目的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一款高效可靠的TD類漏洞及死鎖檢測系統(tǒng)。主要包括以下內(nèi)容：1.設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)TD類漏洞和死鎖檢測算法與模型。2.構(gòu)建基于測試用例和人工代碼的TD類漏洞及死鎖檢測樣例庫，并對樣例進(jìn)行測試和分析。3.實(shí)現(xiàn)TD類漏洞及死鎖檢測模塊。該模塊將集成算法和樣例庫，并提供命令行等多種方式進(jìn)行使用。4.設(shè)計(jì)展示模塊。該模塊主要負(fù)責(zé)將檢測結(jié)果以豐富多彩的方式進(jìn)行呈現(xiàn)和展示。三、研究進(jìn)展和成果：1.系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)與搭建：我們已經(jīng)完成了系統(tǒng)的源代碼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)框架的搭建。2.算法和模型實(shí)現(xiàn)：我們已經(jīng)根據(jù)課程要求，實(shí)現(xiàn)了基于事務(wù)鎖和等待圖的TD類漏洞及死鎖檢測算法和模型。3.樣例的搜集和分析：我們建立了一個樣例庫，包含了涵蓋了常見的并發(fā)編程程序中可能出現(xiàn)TD類漏洞和死鎖的代碼。我們對這些樣例進(jìn)行了功能測試和性能分析。4.檢測模塊的實(shí)現(xiàn)：我們目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了TD類漏洞及死鎖檢測模塊，提供多種方式進(jìn)行測試。5.展示模塊的設(shè)計(jì)與搭建：我們正在設(shè)想如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一種直觀易懂的檢測結(jié)果展示方式。四、下一步工作計(jì)劃：1.完善日志和錯誤處理機(jī)制。2.對算法和模型進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化和改進(jìn)，提升系統(tǒng)效率。3.進(jìn)一步完善和擴(kuò)充樣例庫，提高系統(tǒng)的覆蓋率和檢測能力。4