基于分布式部分计值的web服务优化new

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1、_______________________________________________________________________________www.paper.edu.cn1基于分布式部分计值的Web服务优化毛宏燕，黄林鹏，孙永强（上海交通大学计算机科学与工程系上海200030）（mhy@sjtu.edu.cn）摘要为适应分布式计算环境的变化特性，采用中间件和模块化设计是当前流行的研发方式．这种流行设计常会引出低效和复杂性等问题．为保持通用设计和高效程序执行的一致性，本文提出利用分布式部分计值技术优化Web服务的新方法．基于字节代码的例化，给出网络

2、环境中分布式部分计值器DJmix的架构和实现机制，通过光线跟踪服务实例的研究和实验结果，论述了部分计值对改进Web服务的性能和提高流行方法效率的重要作用．关键词部分计值；例化；Web服务；字节代码1引言当前的计算环境大都具有分布式和异构性的主要特点，如网络中异构型机器，计算任务的迁移、不断变化的软件服务等．为了适应这些特性，Web服务设计常采用模块化或中间件的思想和方法，以此来提高系统的通用性、复用性和扩展性．以上性能的提高和对应用方面带来的灵活适应却引出了运行效率方面的副作用，特别是对那些涉及大量计算的特殊应用领域，程序变得十分庞大，增加了执行时间，降低了运行效率

3、．部分计值技术的引入将在很大程度上解决效率问题，并能对流行方法提供有力支持．部分计值（PartialEvaluation）是一种程序转换和程序例化技术，该技术可针对给定的部分输入参数例化应用程序，以一种高效的剩余代码来完成尽可能多的计算．许多应用领域曾采用过部分计值技术进行程序优化，象科学计算，编译器生成，计算机图形学等．早期的部分计值主要针对函数式或逻辑语言，它们具有良好的代数基础，相对容易实现计值过程．当前，面向对象语言和分布式计算已成为主流技术，但对这些方面的部分计值研究却较少．Java语言是当前最流行的纯面向对象语言，她不依赖于任何操作系统和体系结构成了大型

4、项目研发的首选工具．但因其解释性特点，使得基于Java的应用在速度方面往往成了系统平颈．为了提高Java程序的执行效率，可将部分计值引入到Java虚拟机，通过字节代码的例化，提高Java程序的运行效率．我们提出了优化Web服务的分布式部分计值器DJmix的架构，及基于SOAP和WSDL等Web服务基础上的相应实现机制．为检验分布式部分计值如何改善应用程序运行效率及性能结果，实验采用了分布式光线跟踪应用程序．该试验运行在位于上海张江高科技园的超级计算机中心，获得的性能加速比说明了DJmix能够提高应用程序的性能和效率，并且对分布式软件开发技术提供了有力支持．2部分计值

5、1本课题得到国家“八六三”高技术研究发展计划项目（2001AA113160）的资助。_______________________________________________________________________________中国科技论文在线www.paper.edu.cn2.1部分计值部分计值是在输入已知的情况下，对程序进行例化，执行尽可能多的运算，生成更高效的程序代码．利用部分计值和程序中已知的参数，可以导出一给定程序的剩余程序，剩[3，4]余程序含有部分未知参数．部分计值器PE是采用部分计值技术的程序，给定程序p和它的输入I，I分为静态（已知）

6、部分s和动态（未知）部分d．部分计值器例化程序p，产生包含动态参数的剩余程序Ps，满足〖PE〗[p,s]＝ps〖p〗[s,d]＝〖ps〗[d]程序p和剩余程序ps的运行在满足某个条件都能终止时，产生的最终结果相同．所不同的是运行ps的速度快，尤其在多次调用ps时，运行时间会大大减少：Time（〖PE〗[p,s]）+n*Time（ps）

7、果都是一样的．但是，剩余函数中所有的判断条件和与n有关的算术操作都被消除了，在原始函数中的控制流需要由静态参数n确定．在部分计值器中，可以通过预先计算常量表达式，消除冗余代码，改变算法或数据结构等方法来提高程序的性能．部分计值器分为在线（online）和离线（offline）两类．在线部分计值器是一非标准的解释器，每个表达式的处理都是在例化过程中动态确定的．在线部分计值器得到的结果比较精确，但花费的解释开销较大．离线部分计值器包括预处理（PE）和处理（PE）两个阶段．PE包含约束时间分析（BTA，BindingTimeAnalysis）和标注原始程序．PE根据P