虛擬計(jì)算環(huán)境的運(yùn)行時資源監(jiān)控與內(nèi)存泄漏檢測技術(shù)

第1章  緒論 1
1.1  虛擬計(jì)算環(huán)境 1
1.2  虛擬計(jì)算環(huán)境的可靠性 2
1.3  資源監(jiān)控與動態(tài)調(diào)整 3
1.4  內(nèi)存泄漏檢測 5
1.5  小結(jié) 6
第2章  虛擬計(jì)算環(huán)境可靠性的相關(guān)研究 7
2.1  內(nèi)存泄漏國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 7
2.1.1  與內(nèi)存泄漏靜態(tài)檢測相關(guān)的研究工作 7
2.1.2  與內(nèi)存泄漏動態(tài)檢測相關(guān)的研究工作 8
2.1.3  存在的問題 11
2.2  虛擬計(jì)算環(huán)境內(nèi)存泄漏檢測技術(shù)的相關(guān)研究 12
2.2.1  概述 12
2.2.2  虛擬機(jī)性能信息的獲取 13
2.2.3  虛擬機(jī)內(nèi)存管理 13
2.2.4  基于虛擬環(huán)境的程序調(diào)試 15
2.2.5  基于虛擬計(jì)算環(huán)境的入侵檢測 15
2.2.6  虛擬計(jì)算環(huán)境下存在的語義障礙 16
2.3  國內(nèi)外典型的資源監(jiān)測與資源調(diào)整工具 17
2.3.1  國內(nèi)外相關(guān)研究 17
2.3.2  代表性資源監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 19
2.4  小結(jié) 21
第3章  虛擬計(jì)算環(huán)境及內(nèi)存泄漏檢測基礎(chǔ) 23
3.1  虛擬計(jì)算環(huán)境基礎(chǔ) 23
3.1.1  概述 23
3.1.2  CPU虛擬化 24
3.1.3  內(nèi)存虛擬化 25
3.1.4  輸入/輸出設(shè)備虛擬化 28
3.1.5  Xen的CPU虛擬化模型 29
3.1.6  Xen虛擬計(jì)算框架 32
3.1.7  虛擬計(jì)算環(huán)境下不同抽象級別間的語義障礙 36
3.2  內(nèi)存泄漏檢測技術(shù)基礎(chǔ) 40
3.2.1  動態(tài)內(nèi)存管理 40
3.2.2  動態(tài)代碼執(zhí)行分析 42
3.2.3  目標(biāo)進(jìn)程的控制方法 46
3.3  小結(jié) 49
第4章  多目標(biāo)監(jiān)測的通信進(jìn)程管理 51
4.1  沖突問題描述 51
4.2  CSP理論 51
4.3  基于CSP的分布式內(nèi)存泄漏檢測分析系統(tǒng)模型 51
4.4  模型的正確性證明 53
4.5  小結(jié) 55
第5章  基于自省機(jī)制的運(yùn)行時內(nèi)存泄漏檢測機(jī)制 57
5.1  虛擬計(jì)算環(huán)境中的監(jiān)控機(jī)制與自省機(jī)制 57
5.2  基于自省機(jī)制的運(yùn)行時內(nèi)存泄漏檢測模型 58
5.2.1  基于自省機(jī)制檢測的流模型 59
5.2.2  內(nèi)存泄漏判定基礎(chǔ) 62
5.3  內(nèi)存泄漏確認(rèn)規(guī)則 64
5.3.1  實(shí)現(xiàn)內(nèi)存對象分組 64
5.3.2  檢測潛在的內(nèi)存泄漏 65
5.3.3  內(nèi)存泄漏的確認(rèn)規(guī)則 66
5.4  虛擬計(jì)算環(huán)境內(nèi)存泄漏檢測機(jī)制的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ) 66
5.5  VMLD中4個基礎(chǔ)模塊的職責(zé) 68
5.5.1  內(nèi)部緩沖區(qū)維護(hù)模塊（Maintain Buffer） 68
5.5.2  控制模塊（Controller） 70
5.5.3  攔截模塊（Interceptor） 70
5.5.4  監(jiān)視模塊（Monitor） 71
5.6  實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析 72
5.6.1  有效性實(shí)驗(yàn)分析 73
5.6.2  性能實(shí)驗(yàn)分析 74
5.7  小結(jié) 75
第6章  虛擬計(jì)算環(huán)境資源監(jiān)控系統(tǒng)框架 77
6.1  設(shè)計(jì)思路 77
6.2  系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu) 78
6.3  XResMonitor系統(tǒng)功能模塊 79
6.3.1  資源信息監(jiān)測模塊 79
6.3.2  資源調(diào)整模塊 80
6.4  XResMonitor模塊工作流程 82
6.4.1  資源信息監(jiān)測流程 82
6.4.2  資源調(diào)整流程 83
6.5  XResMonitor系統(tǒng)特色 84
6.6  小結(jié) 85
第7章  虛擬計(jì)算環(huán)境資源監(jiān)控系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 87
7.1  虛擬機(jī)資源信息收集策略 87
7.1.1  Xen虛擬機(jī)的信息收集策略 87
7.1.2  XResMonitor系統(tǒng)的信息收集策略 88
7.2  資源實(shí)時監(jiān)測 89
7.2.1  內(nèi)存資源實(shí)時監(jiān)測 90
7.2.2  CPU資源實(shí)時監(jiān)測 95
7.3  資源調(diào)整策略 97
7.3.1  內(nèi)存資源調(diào)整策略 97
7.3.2  VCPU資源調(diào)整 107
7.4  XResMonitor監(jiān)測系統(tǒng)的原型實(shí)現(xiàn) 111
7.4.1  原型系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)環(huán)境 111
7.4.2  功能實(shí)現(xiàn)評估 112
7.4.3  原型系統(tǒng)的性能評估 116
7.5  小結(jié) 117
第8章  基于Xen的內(nèi)存泄漏檢測分析系統(tǒng)MLDA模塊級關(guān)鍵技術(shù) 119
8.1  MLDA系統(tǒng)框架描述 119
8.1.1  控制模塊 119
8.1.2  侵入模塊 124
8.1.3  攔截模塊 125
8.1.4  監(jiān)視模塊 129
8.1.5  內(nèi)核支持模塊 131
8.1.6  數(shù)據(jù)處理與存儲模塊 135
8.1.7  分析模塊 140
8.1.8  用戶交互模塊 141
8.1.9  模塊協(xié)作 148
8.2  控制模塊和監(jiān)視模塊實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 149
8.2.1  Windows下動態(tài)鏈接庫注入技術(shù) 150
8.2.2  Linux下動態(tài)鏈接庫注入技術(shù) 153
8.3  攔截模塊和監(jiān)視模塊實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 156
8.3.1  代碼內(nèi)存保護(hù)解除的實(shí)現(xiàn) 156
8.3.2  代碼復(fù)制的實(shí)現(xiàn) 157
8.3.3  運(yùn)行流程重定向代碼的生成 160
8.3.4  堆訪問情況的捕捉 162
8.4  監(jiān)視模塊和內(nèi)核代碼交互實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 166
8.5  內(nèi)核代碼訪問內(nèi)存頁表的實(shí)現(xiàn) 168
8.6  數(shù)據(jù)收集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊交互的實(shí)現(xiàn) 171
8.7  數(shù)據(jù)處理過程 178
8.8  小結(jié) 179
第9章  MLDA的系統(tǒng)級技術(shù)實(shí)現(xiàn) 181
9.1  系統(tǒng)部署 181
9.1.1  Xen內(nèi)核修改部分 181
9.1.2  監(jiān)視端的安裝 182
9.1.3  Windows下的安裝 182
9.1.4  Linux下的安裝 182
9.2  MLDA系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 184
9.3  MLDA系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能 184
9.3.1  動態(tài)鏈接庫注入 184
9.3.2  超級調(diào)用 185
9.3.3  域間通信 185
9.3.4  進(jìn)程堆內(nèi)存地址空間頁表訪問 186
9.3.5  內(nèi)存操作行為的捕捉 187
9.4  MLDA內(nèi)存泄漏檢測 188
9.5  MLDA內(nèi)存泄漏預(yù)測 191
9.6  小結(jié) 193
第10章  GDI內(nèi)存泄漏檢測 195
10.1  概述 195
10.2  GDI攔截模塊 195
10.2.1  注入DLL模塊 196
10.2.2  修改函數(shù)導(dǎo)入表和模塊導(dǎo)出表的地址 196
10.3  GDI監(jiān)控模塊 197
10.3.1  監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的組織 197
10.3.2  監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的采集過程及存儲策略 197
10.4  GDI分析模塊 198
10.5  GDI可視化模塊 198
10.5.1  顯示GDI內(nèi)存泄漏嫌疑和故障信息 199
10.5.2  生成監(jiān)測報告 200
第11章  結(jié)束語 205
11.1  總結(jié) 205
11.2  未來工作 207
附錄A  基于Xen的內(nèi)存泄漏檢測技術(shù)的部分源代碼 209
參考文獻(xiàn) 237