Analyse nebenläufiger Java Programme zur Berechnung von Verteilungsstrategien

von Karsten Klohs, 2002

Die wesentliche Idee dieser Arbeit besteht in derautomatischen Transformation eines nebenläufig formulierten Programms in ein Programm, das sich in einer verteilten Umgebung ausführen lässt. Der wesentliche Unterschied zur verzahnten Ausführung leichtgewichtiger Prozesse besteht darin, dass die Zugriffe auf Programmobjekte über Rechnergrenzen hinweg erheblich größeren Aufwand verursachen, als Zugriffe auf lokale Objekte. Deshalb muss zusätzlich eine Verteilungsstrategie festgelegt werden, die die Objekte auf den Rechnern so verteilt, dass die paralleleAusführbarkeit von Prozessen maximiert wird, die zusätzlich entstehenden Kommunikationskosten dabei aber so gering wie möglich hält.

Das Ziel dieser Arbeit war es, zu untersuchen, wie sich durch die statische Analyse nebenläufiger Programme Strategien für eine effizienten Objektplatzierung gewinnen lassen.

Dazu wurde ein Konzept zur Formulierung von Verteilungsplänen entworfen, dem zwei wesentliche Ideen zugrunde liegen. Der erste Gedanke besteht in der Formulierung der Verteilungspläne auf der Grundlage von variablen Programmeigenschaften. Die Möglichkeit zu unterschiedlichen Zeitpunkten konkrete Werte an die Variablen zu binden, macht einen Verteilungsplan unabhängig davon, wie diese Werte bestimmt werden. Dadurch erhält man die Möglichkeit, sowohl statische als auch dynamische Analyseverfahren zu nutzen und die Vorteile dieser beiden Ansätze zu verbinden. Die zweite Kernidee beruht darauf, dass ein Verteilungsplan als eine Sammlung unterschiedlicher Vorschriften betrachtet wird, die gemeinsam eine Gesamtstrategie ergeben. Auf diese Weise kann man verschiedene Ansätze miteinander vereinigen, die unterschiedliche Kriterien dafür nutzen, über die Platzierung von Objekten zu entscheiden.

In der Arbeit wurden exemplarische Verteilungsvorschriften aufgestellt und im Zuge ihrer Realisierung einige wichtige Erkenntnisse über die zugrunde liegenden Analyseverfahren und die möglichen Weiterentwicklung des Ansatzes gewonnen.