同期的にアドバイスを活性化できる分散動的アスペクト指向システム理学部情報科学科 04_25142 森田悟史指導教員千葉滋准教授分散 Dynamic AOP • 実行中にアスペクトを織り込む ▫ 全ノードで同期的にアスペクトを活性化 ▫ 例:  各ワーカノードが分散並列で同期しながら計算を実行  視覚化アスペクト  途中経過を随時マスタノードに集めて視覚化  各ワーカノードで活性化がずれると… 各ノード： for ( i = 0; i < MAX; i++) { //他ノードとデータを交換 exchangeData(data); calculate(data); アスペクト } マスタワーカ素朴な実装１：ループカウンタによる同期 • ある値を超えたら活性化する ×長い間待つ ×すでに超えている各ノード： for( i = 0; i < MAX; i++){ //他ノードとデータを交換] exchangeData(data); if( i > 100) advice(); calculate(data); } aspect DrawAspect { public void advice(){ // アドバイス処理 }} 素朴な実装２：ウィーバーによる同期・活性化の自動化 • 非活性なアスペクト ▫ バリア同期織り込み時点  全ノードのアスペクトが起動されるまで停止実行可否判断  起動された活性化  タイムアウト非活性のままノード A ノード B ノード C 実行しない i = 101  一部ノードで織り込みが未完  アプリケーション自身の同期のためタイムアウト ×各ノードの停止時間が長い ×タイムアウトの時間設定が難しい同期 i = 102 分散 DAOP システム D&D の提案 (Distributed and Dynamic) • 同期活性化を指定する特別なポイントカットを提供 ▫ アプリケーション情報をウィーバーに教えて活性化を同期  アプリケーションの同期を利用  システムが自動で同期を行う停止時間の短縮 ▫ syncMethod 活性化ポイントカット  同期を実行するメソッドを指定 ▫ loopCounter 活性化ポイントカット  ループ・カウンタを指定（フィールドのみ） ▫ この他 woven, activated また、非活性化を同期させることも可能 • 実装 ▫ Java 言語用 ▫ バイトコードを変換し、HotSwap で実行時に置換 syncMethod 活性化ポイントカット • アプリケーションの同期を実行するメソッド( )を選択 ▫ 同期の基準にするメソッド  アドバイス( )を実行するジョインポイントとは異なるノードノードへの織り込み状況を把握実行の可否確認 (織り込み完了の通知) false なのでなにもしない実行の可否(false) マスタノード同期メソッド呼び出し通知実行の可否確認実行の可否(??) 同期メソッドを基に活性化判断織り込み時点アドバイス時間同期メソッド同期 syncMethod を用いた活性化の同期 • マスタノードが活性化のタイミングを管理 ▫ 全ノードに織り込みが完了したら… 1. 各ノードの同期メソッド呼び出し状況を収集 2. アドバイスの活性化を各ノードに許可全ノードへの織り込み完了後、全ノードの同期メソッドが呼ばれたか？ノード A ノード B ノード C 時間同期実行の可否確認マスタノード活性化 false true 織り込み時点アドバイス同期メソッド実験 • 活性化後のアドバイス実行のオーバーヘッドの測定 ▫ 描画処理の手動での織り込み、本システムでの織り込み ▫ 計算1ループ＋描画処理にかかる時間(ms) • 活性化までにかかる時間を測定 ▫ 素朴な実装で活性化した場合と比較 • 実験環境 ▫ ▫ ▫ ▫ InTrigger hongo から 50 台 OS: Debian CPU: Pentium M 1.8GHz, メモリ: 1GB N 体問題計算を質点 5000 個で実行活性化後のアドバイス実行のオーバーヘッド • 結果: 特に影響なし ▫ バイトコードを直接置き換えているため ▫ 活性化同期処理のコードは活性化後に取り除かれる 35 D&D での織り込み30 25 20 標準偏差 on 織り込み 2021 47.71 on 実装済み 2021 49.87 10 5 0 35 30 25 20 15 10 手動での織り込み 5 0 1810 1835 1860 1885 1910 1935 1960 1985 2010 2035 2060 2085 2110 2135 2160 2185 D&D 描画コード平均 15 活性化までにかかる時間 10 • 素朴な実装に比べ、安定した時間での活性化 8 6 ▫ 平均して1ループ分の遅れ（約 2000 ms）4 ▫ 織り込み確認のため 2 0 • 素朴な実装では、タイムアウトの時間によってばらついた 600 10 10 8 8 6 6 4 4 2 2 0 600 2600 4600 6600 8600 10600 素朴な実装タイムアウト 3000 ms 2100 3600 5100 6600 8100 D&D syncMethod 9600 0 600 2600 4600 6600 8600 10600 素朴な実装タイムアウト 100 ms 関連研究 • DJcutter [Nishizawa ら ‘04] ▫ 分散対応のポイントカット (Remote Pointcut) ▫ Dynamic ではない • JAC [Pawlak ら ‘04] ▫ 分散 DAOP システム ▫ 遠隔ホストのジョインポイントを選択できない ▫ 活性化のタイミングは、分散を意識して制御する必要 • DJAsCo [Navarro ら ‘06] ▫ 分散対応の DAOP システム ▫ Remote Pointcut ▫ 活性化のタイミングは、開発者による制御が必要まとめと今後の課題 • 分散 DAOP システム D&D の提案同期活性化を指定するポイントカットを提供 ▫ アプリケーション情報をウィーバーに教えて活性化を同期 ▫ 低いオーバーヘッド • 今後の課題 ▫ さらなる実験  アスペクトの織り込みによるアプリケーションの実行時間への影響 ▫ ケーススタディの充実  活性化のタイミングを調整したい場合はどんな時か  汎用性を高めるためには何が必要か ▫ ネットワークのオーバーヘッド対策 D&D を用いることによるオーバーヘッド • 結果: 約2% ▫ –javaagent オプションによるものと考えられる 35 30 25 20 15 10 5 2130 2110 2090 2070 2050 2030 2010 1990 1970 1950 1930 1910 1890 1870 1850 1830 0 1810 D&D off 1790 D&D on 40 35 30 25 20 15 10 5 0 40 D&D 平均標準偏差 on 1929 39.91 off 1886 40.08 D&D を用いた描画機能の追加 • 同期メソッドを利用した活性化 String[] hosts = ポイントカット new String[] {/*hongo001, hongo002, ....... */}; Pointcut pc = Pcd.execution(“nbody.NBodyCalc”, “calc”, hosts); ActivationPointcut apc = 活性化の条件 Apcd.syncMethod(“nbody.NBodyCalc”, “sync”); public class DrawAspect extends Aspect { アドバイス Advice drawAdvice = public DrawAspect() { new BeforeAdvice<LinkedList<Satellite>> (``satellite‘’, ``drawAdvice‘’, pc,apc) { アスペクトの記述 } @Override drawSatellite(LinkedList<satellites> s) public void advice(LinkedList<Satellite> satellites){ { drawSatellite(satellites); // 描画処理 } } }; } アドバイスの登録 setAdvice(drawAdvice); loopCounter • ループカウンタを指定する • 指定した値がアスペクトホストに送信される ▫ 活性化するのは値が一致した後 Node A weave 実行可否判断 Node B Node C time i = 101 同期 i = 102 Activation i = 103