一種線程空轉頻率基準值的獲取方法及裝置與流程
2023-08-08 00:44:31
本申請涉及網絡通信
技術領域：
，尤其涉及一種線程空轉頻率基準值的獲取方法及裝置。
背景技術：
：在網絡通信技術快速發展的今天，網絡設備中數據流量的高效處理在很大程度上取決於其內置的網絡處理器。通常情況下，為提高網絡處理器的數據處理能力，網絡設備製造商一般會將網絡處理器設計為多核架構，並在功能層面上將這些核心劃分為數據核和控制核。其中，為進一步提高數據核的數據轉發能力，系統開發人員可通過僅為處理器中的每一個數據核綁定一個線程的方式，來減少處理器的調度開銷，從而最大化數據核的轉發能力。此時，運行在每一數據核上的線程會獨佔分配至該數據核的處理器資源，並循環讀取數據核隊列中的數據，當隊列中沒有數據時，則處於空轉狀態。其中，我們將一個線程從數據核隊列的隊頭開始，遍歷讀取該隊列中的數據，並至隊尾結束的過程，稱之為一次循環，並將該線程在這一循環中未讀取到數據時的狀態稱之為空轉狀態。這種情況下，如果要計算數據核的使用率，則需要引入一個基準值，該基準值表徵了線程在空轉狀態下一秒內循環的次數，是評價數據核數據處理能力的一個重要參數，可記為線程空轉頻率基準值。現有技術中，線程空轉頻率基準值通常由人工測試獲得，但由於這一基準值在不同設備上存在較大差異，且容易受到線程代碼變更的影響，所以通過人工測試來獲得這一基準值的方式存在準確度低、效率低以及人工成本高等缺點。技術實現要素：有鑑於此，本申請提供一種線程空轉頻率基準值的獲取方法及裝置，以在每臺網絡設備上動態地獲取該設備的線程空轉頻率基準值，從而克服了人工測試準確度低、效率低以及人工成本高的缺點。根據本申請實施例的第一方面，提供一種線程空轉頻率基準值的獲取方法，所述方法應用於網絡處理器，所述網絡處理器具有n個數據核，n大於等於1，每個數據核分別唯一關聯一個線程，每個線程循環處理其所關聯的數據核中的數據隊列中的數據，其特徵在於，所述方法包括：針對每一數據核i(i＝1,2,…n)，分別在該數據核中的數據隊列為空時，進行m次統計，在每次統計中，獲取該數據核所關聯的線程在統計時長內循環的次數，其中m大於1；根據m次統計的結果，計算該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci；根據預先設定的加權平均算法，對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，並將運算得到的結果確定為線程空轉頻率基準值。根據本申請實施例的第二方面，提供一種線程空轉頻率基準值的獲取裝置，所述裝置應用於網絡處理器，所述網絡處理器具有n個數據核，n大於等於1，每個數據核分別唯一關聯一個線程，每個線程循環處理其所關聯的數據核中的數據隊列中的數據，其特徵在於，所述裝置包括：統計時長內循環次數獲取單元，用於針對每一數據核i(i＝1,2,…n)，分別在該數據核中的數據隊列為空時，進行m次統計，在每次統計中，獲取該數據核所關聯的線程在統計時長內循環的次數，其中m大於1；單位時長內循環次數計算單元，用於根據m次統計的結果，計算該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci；基準值確定單元，用於根據預先設定的加權平均算法，對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，並將運算得到的結果確定為線程空轉頻率基準值。本申請提供了一種線程空轉頻率基準值的獲取方法及裝置，本方法可以在每一數據核中的數據隊列為空時，動態地獲取每一數據核i(i＝1,2,…n)所關聯的線程在單位時長內循環的次數ci(i＝1,2,…n)，並通過進一步對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，獲取所需的線程空轉頻率基準值。相比於現有技術中通過人工測試的方式獲取這一基準值而言，本申請一方面消除了人為誤差，提高了測試結果的準確度，另一方面則的降低了人工成本，提高了測試效率。附圖說明圖1是本申請一示例性實施例示出的網絡處理器架構圖；圖2是本申請一種線程空轉頻率基準值的獲取方法流程圖；圖3是將本申請一種線程空轉頻率基準值獲取方法應用於單線程數據核使用率計算的一個實施例流程圖；圖4是本申請一種線程空轉頻率基準值的獲取裝置的結構圖；圖5是本申請中統計時長內循環次數獲取單元的結構圖。具體實施方式這裡將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式並不代表與本申請相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權利要求書中所詳述的、本申請的一些方面相一致的裝置和方法的例子。在本申請使用的術語是僅僅出於描述特定實施例的目的，而非旨在限制本申請。在本申請和所附權利要求書中所使用的單數形式的「一種」、「所述」和「該」也旨在包括多數形式，除非上下文清楚地表示其他含義。還應當理解，本文中使用的術語「和/或」是指並包含一個或多個相關聯的列出項目的任何或所有可能組合。應當理解，儘管在本申請可能採用術語第一、第二、第三等來描述各種信息，但這些信息不應限於這些術語。這些術語僅用來將同一類型的信息彼此區分開。例如，在不脫離本申請範圍的情況下，第一信息也可以被稱為第二信息，類似地，第二信息也可以被稱為第一信息。取決於語境，如在此所使用的詞語「如果」可以被解釋成為「在……時」或「當……時」或「響應於確定」。圖1是本申請一示例性實施例示出的網絡處理器架構圖。網絡處理器是專門為處理數據包而設計的、能夠直接完成網絡數據處理等通信領域任務的一種可編程處理器。本領域技術人員可以理解的是，為提高網絡處理器數據處理的能力，網絡設備製造商一般會將網絡處理器設計為多核架構，並在功能層面上將這些核心劃分為數據核和控制核。其中，控制核通常具備協議協商、路徑計算以及策略下發等功能，而數據核則主要負責數據報文的轉發任務。需要指出的是，為滿足實際應用的需求，可進一步在功能層面上為網絡處理器劃分出一個管理核，該管理核可以作為網絡管理人員的一個管理平臺，使得網絡管理人員可以通過遠程終端協議telnet、簡單網絡管理協議(snmp：simplenetworkmanagementprotocol)、安全外殼協議(ssh：secureshell)等來協議來管理設備、或者在控制核運行異常時對控制核進行幹預操作。本領域技術人員可以理解的是，當數據核中關聯了多個進程時，該數據核在一段時間內的使用率可以表示為：各進程佔用時間的總和與本段時間的比值。假設一數據核關聯了進程a和進程b，其中進程a佔用時間30ms、進程b佔用時間60ms、數據核空閒時間10ms，則該數據核在100ms內的使用率為90％。從圖1中可以看出，與上述示例不同的是，本申請實施例僅為每一數據核關聯了一個線程，這一數據核單線程設計可以消除處理器的調度開銷，從而最大化數據核的數據轉發能力，在防火牆、流量清洗等需要配備高性能網絡處理器的設備中尤為適用。但是，由於該線程會獨佔分配至這一數據核的處理器資源，並循環讀取數據核隊列中的數據，所以在計算數據核的使用率時需要引入一個基準值，這一基準值將作為評價數據核數據處理能力的一個重要參數，參與數據核使用率的計算。其中，我們將一個線程從數據核隊列的隊頭開始，遍歷讀取該隊列中的數據，並至隊尾結束的過程，稱之為一次循環，並將該線程在這一循環中未讀取到數據時的狀態稱之為空轉狀態；將上述基準值記為線程空轉頻率基準值，用於表徵線程在空轉狀態下一秒內循環的次數。現有技術中，線程空轉頻率基準值由人工測試獲得。通常情況下，該基準值對於每一設備來說是相對固定的，而針對於不同的設備，則需要耗費人工成本來進行逐一測試。但是，即使是針對同一臺設備，當設備中的線程代碼變更時，這一基準值也會隨之變化，需要再次對這一基準值進行人工測試。由此可見，通過人工測試來獲得這一基準值的方式不僅準確度較低，而且存在人工成本高以及效率低等缺點。針對這一問題，本申請提供了一種線程空轉頻率基準值的獲取方法，本方法可以在每一數據核中的數據隊列為空時，動態地獲取每一數據核i(i＝1,2,…n)所關聯的線程在單位時長內循環的次數ci(i＝1,2,…n)，並通過進一步對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，獲取所需的線程空轉頻率基準值。相比於現有技術中通過人工測試的方式獲取這一基準值而言，本申請一方面消除了人為誤差，提高了測試結果的準確度，另一方面降低了人工成本，提高了測試效率。為了使本
技術領域：
的人員更好地理解本申請實施例中的技術方案，並使本申請實施例的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本申請實施例中技術方案作進一步詳細的說明。參見圖2，圖2是本申請一種線程空轉頻率基準值的獲取方法一個實施例流程圖，該流程圖可以包括以下步驟：步驟201：網絡處理器針對每一數據核i(i＝1,2,…n)，分別在該數據核中的數據隊列為空時，進行m次統計，在每次統計中，獲取該數據核所關聯的線程在統計時長內循環的次數，其中m大於1；根據m次統計的結果，計算該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci。本實施例中，網絡處理器可包含n個數據核，n大於等於1，每個數據核分別唯一關聯一個線程，每個線程循環處理其所關聯的數據核中的數據隊列中的數據，當數據核中的數據隊列為空時，線程處於空轉狀態。此時，網絡處理器會對每一數據核i進行m次統計，在每次統計中，針對步驟：獲取該數據核所關聯的線程在統計時長內循環的次數，網絡處理器具體可以通過以下方式實現：在預先配置脈衝變量的情況下，網絡處理器會分別讀取脈衝變量在統計時長起始時刻的數值vs_j和脈衝變量在統計時長結束時刻的數值ve_j，其中j＝1,2,…m；然後對ve_j和vs_j進行減法運算，並將運算得到的結果確定為該數據核所關聯的線程在統計時長內循環的次數。其中，網絡處理器預先配置的脈衝變量，可以實時記錄該數據核i所關聯的線程到當前時刻為止已經循環的次數。本實施例中，當每一次統計的統計時長與單位時長相等時，針對步驟：根據m次統計的結果，計算該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci，網絡處理器具體可以通過以下公式進行計算：ci＝m次統計結果的和值/m；當每一次統計的統計時長相等，且為單位時長的l倍時，上述步驟可具體通過以下公式進行計算：ci＝m次統計結果的和值/(m×l)。步驟202：網絡處理器根據預先設定的加權平均算法，對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，並將運算得到的結果確定為線程空轉頻率基準值。本實施例中，當ci(i＝1,2,…n)的權值為1時，步驟：根據預先設定的加權平均算法，對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，並將運算得到的結果確定為線程空轉頻率基準值，具體可以表示為：通過以上方法可以看出，本方法可以在每一數據核中的數據隊列為空時，動態地獲取每一數據核i(i＝1,2,…n)所關聯的線程在單位時長內循環的次數ci(i＝1,2,…n)，並通過進一步對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，獲取所需的線程空轉頻率基準值。相比於現有技術中通過人工測試的方式獲取這一基準值而言，本申請一方面消除了人為誤差，提高了測試結果的準確度，另一方面則的降低了人工成本，提高了測試效率。參見圖3，圖3是將本申請一種線程空轉頻率基準值獲取方法應用於單線程數據核使用率計算的一個實施例流程圖。本領域技術人員可以理解的是，網絡設備在啟動之後，會首先加載作業系統，此時，由於數據核中的隊列為空，數據核所關聯的線程會一直處於空轉狀態，且在設備開始處理業務之前，一直維持空轉狀態不變。本實施例中，網絡處理器正是利用這段時間，動態地獲取到了計算單線程數據核使用率所需的線程空轉頻率基準值。以下將對本實施例進行詳細說明：步驟301：針對每一數據核i(i＝1,2,…n)，網絡處理器分別在該數據核中的數據隊列為空時，進行m次統計，在每次統計中，獲取該數據核i所關聯的線程在統計時長內循環的次數。本實施例中，假設該網絡設備的網絡處理器共包含3個數據核，分別為數據核1、數據核2以及數據核3，每一個數據核分別關聯一個線程；針對每一數據核分別進行3次統計，每次的統計時長均為500ms。則作為一個可選的實現方式，網絡處理器在對每一數據核進行統計時，可通過設定定時器的方式，對每一數據核所對應脈衝變量的數值進行讀取，並形成最後的統計結果。具體的，網絡處理器可為每一個數據核預先配置一個脈衝變量，用於實時記錄該數據核所關聯的線程到當前時刻為止已經循環的次數，並在定時器每次溢出時，對某一數據核所對應脈衝變量的數值進行一次讀取；更進一步地，網絡處理器會在網絡設備啟動之後，啟動上述定時器，若設定該定時器的定時周期為500ms，則該定時器會每500ms溢出一次，並在溢出後自動歸零，重新進入下一周期的定時狀態。以下將以網絡處理器對數據核1進行3次統計為例，對上述可選的實現方式進行詳細說明：假設網絡處理器會在定時器第1至4次溢出時，分別對數據核1所對應脈衝變量的數值進行第1至第4次讀取，且讀取到的數值依次為100、200、305、395，則下面以表1的形式示出了定時器每次溢出的溢出時刻以及處理器在該時刻下讀取到的脈衝變量數值的對應關係：溢出次數第1次第2次第3次第4次溢出時刻500ms1000ms1500ms2000ms變量數值100200305395表1若將定時器從第500ms溢出開始至第1000ms溢出結束的過程記為網絡處理器對數據核1的第1次統計，則本次統計的統計時長即為定時器的定時周期500ms。本次統計中，網絡處理器分別讀取了脈衝變量在統計時長的起始時刻即第500ms的數值vs_1、以及脈衝變量在統計時長的結束時刻即第1000ms的數值ve_1，其中，vs_1＝100、ve_1＝200；同理，可將定時器從第1000ms溢出開始至第1500ms溢出結束的過程記為網絡處理器對數據核1的第2次統計，其中，vs_2＝200、ve_2＝305；將定時器從第1500ms溢出開始至第2000ms溢出結束的過程記為網絡處理器對數據核1的第3次統計，其中，vs_3＝305、ve_3＝395。則我們可以將數據核1所關聯的線程在以上每一次統計的統計時長內循環的次數分別表示為ve_1-vs_1＝100次、ve_2-vs_2＝90次、ve_3-vs_3＝100次，即在以上3次統計中，數據核1所關聯的線程分別在500ms的統計時長內循環了100次、90次、100次。步驟302：網絡處理器根據m次統計的結果，計算每一數據核所關聯線程在單位時長內循環的次數ci。本實施例可假設單位時長為1秒，則仍以數據核1為例，數據核1在1秒內循環的次數可表示為其中，1/2是指統計時長是單位時長的1/2倍。步驟303：網絡處理器根據預先設定的加權平均算法，對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，並將運算得到的結果確定為線程空轉頻率基準值。由步驟302可知c1＝193次，且依照相同的算法，可得到數據核2在1秒內循環的次數c2以及數據核3在1秒內循環的次數c3。在此假設統計結果為c2＝200次、c3＝207次，則由於數據c1、c2、c3的權值為1，所以針對c1、c2、c3進行平均值運算，可以得到線程空轉頻率基準值＝(c1+c2+c3)/3＝200次。步驟304：網絡處理器根據計算得到的線程空轉頻率基準值計算單線程數據核的使用率。本實施例中，單線程數據核的使用率可以通過以下公式計算得到：其中，δtick為數據核中的數據隊列不為空時，該數據核所關聯線程在單位時長內循環的次數；base_value為上述計算得到的線程空轉頻率基準值。由於上述單線程數據核的使用率計算公式不在本申請的保護範圍之內，故在此不再贅述。通過以上實施例可以看出，本申請提供的方法可以在每一數據核中的數據隊列為空時，動態地獲取每一數據核i(i＝1,2,…n)所關聯的線程在單位時長內循環的次數ci(i＝1,2,…n)，並通過進一步對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，獲取所需的線程空轉頻率基準值，最終計算得到單線程數據核的使用率。相比於現有技術而言，本申請提供的方法可以在每臺設備啟動時，自動獲取該設備的線程空轉頻率基準值，不僅降低了人工成本，而且消除了人為誤差，使得計算得到的數據核使用率更加精確。與前述一種控制伺服器關機的方法的實施例相對應，本申請還提供了一種控制伺服器關機的裝置的實施例。本申請一種控制伺服器關機的裝置的實施例可以應用在負載均衡設備上。裝置實施例可以通過軟體實現，也可以通過硬體或者軟硬體結合的方式實現。以軟體實現為例，作為一個邏輯意義上的裝置，是通過其所在負載均衡設備上的處理器將非易失性存儲器中對應的電腦程式指令讀取到內存中運行形成的。參見圖4，圖4是本申請一種線程空轉頻率基準值的獲取裝置的結構圖。該裝置應用於網絡處理器，該網絡處理器具有n個數據核，n大於等於1，每個數據核分別唯一關聯一個線程，每個線程循環處理其所關聯的數據核中的數據隊列中的數據，該裝置包括：統計時長內循環次數獲取單元410、單位時長內循環次數計算單元420、基準值確定單元430。其中，統計時長內循環次數獲取單元410，用於針對每一數據核i(i＝1,2,…n)，分別在該數據核中的數據隊列為空時，進行m次統計，在每次統計中，獲取該數據核所關聯的線程在統計時長內循環的次數，其中m大於1；單位時長內循環次數計算單元420，用於根據m次統計的結果，計算該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci；基準值確定單元430，用於根據預先設定的加權平均算法，對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，並將運算得到的結果確定為線程空轉頻率基準值。在本申請的一種具體實施方式中，上述統計時長內循環次數獲取單元410可以包括：脈衝變量數值讀取子單元411、統計時長內循環次數確定子單元412，具體如圖5所示。其中，脈衝變量數值讀取子單元411，用於分別讀取脈衝變量在統計時長起始時刻的數值vs_j和脈衝變量在統計時長結束時刻的數值ve_j，其中j＝1,2,…m，上述脈衝變量已預先配置，用於實時記錄該數據核i所關聯的線程到當前時刻為止已經循環的次數；統計時長內循環次數確定子單元412，用於對ve_j和vs_j進行減法運算，其中j＝1,2,…m，將運算得到的結果確定為該數據核所關聯的線程在第j次統計中在統計時長內循環的次數。在本申請的一種具體實施方式中，當每一次統計的統計時長與單位時長相等時，上述單位時長內循環次數計算單元420，可以包括：單位時長內循環次數第一確定子單元421，用於對m次統計的結果進行求和運算，利用運算得到的和值除以m，將運算得到的商值確定為該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci。在本申請的一種具體實施方式中，當每一次統計的統計時長相等，且為單位時長的l倍時，上述單位時長內循環次數計算單元420，可以包括：單位時長內循環次數第二確定子單元422，用於對m次統計的結果進行求和運算，利用運算得到的和值除以m與l的乘積，將運算得到的商值確定為該數據核i所關聯線程在單位時長內循環的次數ci。在本申請的一種具體實施方式中，當ci(i＝1,2,…n)的權值為1時，上述基準值確定單元430，可以包括：基準值運算子單元431，用於依據公式對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算。通過以上裝置實施例可以看出，本申請可以在每一數據核中的數據隊列為空時，動態地獲取每一數據核i(i＝1,2,…n)所關聯的線程在單位時長內循環的次數ci(i＝1,2,…n)，並通過進一步對ci(i＝1,2,…n)進行平均值運算，獲取所需的線程空轉頻率基準值。相比於現有技術中通過人工測試的方式獲取這一基準值而言，本申請一方面消除了人為誤差，提高了測試結果的準確度，另一方面則的降低了人工成本，提高了測試效率。上述裝置中各個單元的功能和作用的實現過程具體詳見上述方法中對應步驟的實現過程，在此不再贅述。對於裝置實施例而言，由於其基本對應於方法實施例，所以相關之處參見方法實施例的部分說明即可。以上所描述的裝置實施例僅僅是示意性的，其中所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位於一個地方，或者也可以分布到多個網絡單元上。可以根據實際的需要選擇其中的部分或者全部模塊來實現本申請方案的目的。本領域普通技術人員在不付出創造性勞動的情況下，即可以理解並實施。以上所述僅為本申請的較佳實施例而已，並不用以限制本申請，凡在本申請的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請保護的範圍之內。當前第1頁12