適用于網(wǎng)格環(huán)境的類MPI輕量級并行編程框架的設計與實現(xiàn).pdf

1、網(wǎng)格計算的興起與發(fā)展很大程度上改變了傳統(tǒng)的計算模式。網(wǎng)格通過將地理上分布的異構計算資源進行整合，對其提供統(tǒng)一透明的訪問接口，使得諸如大規(guī)模計算、分布式數(shù)據(jù)分析等相關應用得以獲得前所未有的充分的計算資源與計算能力。 與此同時，出現(xiàn)了各種針對網(wǎng)格環(huán)境的編程工具與開發(fā)環(huán)境，他們從多種程度上方便了網(wǎng)格環(huán)境中相關應用的開發(fā)，實現(xiàn)了對資源的分布和異構特性的屏蔽。然而，這些現(xiàn)有的實現(xiàn)或多或少存在著以下一些問題：編程模型所處的層次較高，不具有廣

2、泛的通用性；相應的網(wǎng)格開發(fā)與執(zhí)行環(huán)境的部署過于復雜，不利于網(wǎng)格應用的快速構建；相關的編程工具與開發(fā)環(huán)境對底層網(wǎng)格中間件的依賴性過高，使其不具有較強的擴展性和可移植性；在計算網(wǎng)格逐漸向服務網(wǎng)格過渡的過程中，對網(wǎng)格服務的協(xié)同使用的支持度較低等。 作為解決網(wǎng)格開發(fā)環(huán)境中存在的上述問題的一種探索行研究，本文提出了一種名為GridPPI的適用于網(wǎng)格環(huán)境的類MPI輕量級并行編程框架。 GridPPI呈現(xiàn)了一種面向服務的網(wǎng)格并行編程模

3、型，它通過運行在本地結點的多線程程序來并行調(diào)用網(wǎng)格服務，在獲取并發(fā)性的同時實現(xiàn)了對網(wǎng)格應用中服務協(xié)同使用的支持。同時，GridPPI具有輕量級框架的特性，無論是在相關應用的開發(fā)或是執(zhí)行過程中，只需要在本地結點上部署GridPPI框架即可，而不需要對底層網(wǎng)格系統(tǒng)做任何的配置與修改。 GridPPI采用了一種開放性的實現(xiàn)架構，與各種基于服務的網(wǎng)格中間件平臺實現(xiàn)了構耦合，使得GridPPI框架不僅能實現(xiàn)對網(wǎng)格中件間平臺支持度的擴充，同

4、時也保持了GridPPI框架自身對不同網(wǎng)格中間件平臺的高度可移植性。 GridPPI提供了一套較為完善的類MPI并行編程庫，支持開發(fā)人員以Java語言編寫MPI風格的網(wǎng)格應用。其中MPI的分布式多進程模型被映射為Java中的本地多線程模型。GridPPI框架的類MPI并行編程庫參照MPI標準提供了豐富的點對點通信以及集合通信的操作，這些操作配和對網(wǎng)格服務的調(diào)用，可以實現(xiàn)多種粒度的服務協(xié)同使用。 作為參考實現(xiàn)，GridPP