自動化跟蹤系統(tǒng)中的周期性優(yōu)化的制作方法
【專利說明】自動化跟蹤系統(tǒng)中的周期性優(yōu)化
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2013年2月12日提交的題為“Per1dicity Optimizat1n in anAutomated Tracing System(自動化跟蹤系統(tǒng)中的周期性優(yōu)化)”的美國專利申請序列號13/765，654的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，該申請的整體內(nèi)容通過援引被明確地納入于此。
[0003]背景
[0004]跟蹤收集與應(yīng)用如何在計算機系統(tǒng)內(nèi)執(zhí)行有關(guān)的信息。跟蹤數(shù)據(jù)可包括任何類型的可解釋該應(yīng)用如何操作的數(shù)據(jù)，并且這樣的數(shù)據(jù)可由開發(fā)者在應(yīng)用的調(diào)試或優(yōu)化期間分析。跟蹤數(shù)據(jù)還可在該應(yīng)用的生產(chǎn)操作期間被管理員用來標(biāo)識各種問題。
[0005]在開發(fā)和調(diào)試期間發(fā)生的跟蹤可能是非常詳細的。在一些情況下，跟蹤操作可不利地影響系統(tǒng)性能，因為跟蹤操作可消耗大量的處理、存儲或網(wǎng)絡(luò)帶寬。
[0006]概述
[0007]跟蹤系統(tǒng)可跨應(yīng)用的多個實例劃分跟蹤目標(biāo)，隨后部署要跟蹤的目標(biāo)。各目標(biāo)的結(jié)果可被聚集成對該應(yīng)用的詳細跟蹤表示。這些跟蹤目標(biāo)可定義具體的函數(shù)、進程、存儲器對象、事件、輸入?yún)?shù)、或可收集的跟蹤數(shù)據(jù)的其他子集。可將這些目標(biāo)部署在應(yīng)用的可在不同設(shè)備上運行的單獨實例上。在一些情況下，可以將這些目標(biāo)部署在不同的時間區(qū)間處。跟蹤目標(biāo)可以是當(dāng)結(jié)果被聚集時可提供應(yīng)用性能的整體視圖的輕量、相對非侵入式的跟蹤工作負載。
[0008]跟蹤系統(tǒng)可執(zhí)行成本分析來標(biāo)識麻煩或昂貴的跟蹤目標(biāo)。對于麻煩的目標(biāo)，可創(chuàng)建可獨立地執(zhí)行的兩個或更多個目標(biāo)。成本分析可包括可針對其來制定預(yù)算以用于收集數(shù)據(jù)的處理、存儲和網(wǎng)絡(luò)性能因數(shù)，而沒有不適當(dāng)?shù)年P(guān)于被測應(yīng)用的性能或財務(wù)消耗。較大的目標(biāo)可被遞歸地分析以將該較大的目標(biāo)分成可被獨立地部署的各較小的目標(biāo)。
[0009]跟蹤管理系統(tǒng)可使用成本分析和性能預(yù)算來向可在運行應(yīng)用的同時收集跟蹤數(shù)據(jù)的儀表化系統(tǒng)分派跟蹤目標(biāo)。該跟蹤管理系統(tǒng)可分析各個體跟蹤工作負載以得到處理、存儲和網(wǎng)絡(luò)性能成本，并基于可為特定設(shè)備設(shè)置的資源預(yù)算來選擇要部署的工作負載。在一些情況下，可選擇在所分配的預(yù)算內(nèi)最大化資源消耗的補充跟蹤目標(biāo)。這些預(yù)算可分配要跟蹤的某些資源，這可以是通過在運行應(yīng)用時進行跟蹤來限制任何不利影響的機制。
[0010]跟蹤系統(tǒng)可通過標(biāo)識收集到的數(shù)據(jù)內(nèi)的周期性，隨后更新采樣率和數(shù)據(jù)收集窗口來優(yōu)化收集到的數(shù)據(jù)?？墒褂媒?jīng)更新的參數(shù)來對數(shù)據(jù)進行重新采樣并執(zhí)行更詳細的分析。該優(yōu)化可基于初步跟蹤分析，通過該初步跟蹤分析可提取如用于默認的參數(shù)集的頻率集。該跟蹤系統(tǒng)可使用可被部署的多個獨立的跟蹤目標(biāo)來收集數(shù)據(jù)，并且每一跟蹤目標(biāo)都可使用周期性分析來優(yōu)化以收集統(tǒng)計上顯著的數(shù)據(jù)。
[0011]兩個不同的跟蹤器目標(biāo)之間的周期性相似性可被用來標(biāo)識要采樣的附加輸入?yún)?shù)。跟蹤器目標(biāo)可以是大型跟蹤器操作的各個體部分，并且每一個跟蹤器目標(biāo)都可具有單獨的可為其收集數(shù)據(jù)的輸入對象的集合。在收集了針對跟蹤器目標(biāo)的數(shù)據(jù)后，可標(biāo)識出具有相似周期性的其他跟蹤器目標(biāo)?？蓪碜云渌櫰髂繕?biāo)的輸入對象添加到跟蹤器目標(biāo)，并且可執(zhí)行該跟蹤器目標(biāo)以確定新添加的目標(biāo)的統(tǒng)計顯著性。迭代過程可遍歷多個輸入對象，直到耗盡可能的輸入對象并且統(tǒng)計上顯著的輸入對象集合被標(biāo)識出。
[0012]可比較分布式跟蹤系統(tǒng)中的各跟蹤器目標(biāo)以標(biāo)識出可具有高統(tǒng)計相關(guān)性的輸入?yún)?shù)。迭代過程可通過比較多個跟蹤器目標(biāo)的結(jié)果并將可能的輸入對象評分為可能在統(tǒng)計上相關(guān)來遍歷多個輸入對象。對于每一迭代，可將統(tǒng)計上不相關(guān)的輸入對象從跟蹤器目標(biāo)中丟棄，并可添加其他潛在相關(guān)的對象。該迭代過程可收斂于針對給定測量值在統(tǒng)計上相關(guān)的輸入對象集合，而無需關(guān)于正在跟蹤的應(yīng)用的先驗知識。
[0013]分布式跟蹤系統(tǒng)可使用可為其創(chuàng)建剖析模型的獨立跟蹤器目標(biāo)。剖析模型可被部署成非儀表化設(shè)備上用于評估剖析模型的監(jiān)視代理。由于剖析模型用統(tǒng)計上顯著的結(jié)果來操作，因此采樣頻率可被調(diào)整。剖析模型可被部署成用于測試在更高度儀表化環(huán)境中創(chuàng)建的模型的驗證機制，并可使用儀表化環(huán)境來收集可能還不同樣準確的與性能相關(guān)的結(jié)果。在一些情況下，剖析模型可分布在大量設(shè)備上以基于從單個儀表化設(shè)備或較少數(shù)目的儀表化設(shè)備收集的數(shù)據(jù)來驗證各模型。
[0014]提供本概述以便以簡化形式介紹將在以下的詳細描述中進一步描述的一些概念。本概述并不旨在標(biāo)識所要求保護主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保護主題的范圍。
[0015]附圖簡述
[0016]在附圖中:
[0017]圖1是示出用于跟蹤應(yīng)用的系統(tǒng)的實施例的圖示。
[0018]圖2是示出可創(chuàng)建跟蹤目標(biāo)、部署這些目標(biāo)并分析結(jié)果的設(shè)備的實施例的圖示。
[0019]圖3是示出用于創(chuàng)建并部署目標(biāo)的方法的實施例的流程圖示。
[0020]圖4是示出用于確定默認的采樣率和數(shù)據(jù)收集窗口的方法的實施例的流程圖示。
[0021]圖5是示出用跟蹤器目標(biāo)來進行跟蹤的實施例的圖示。
[0022]圖6是示出用于創(chuàng)建并部署跟蹤目標(biāo)的方法的實施例的流程圖示。
[0023]圖7是示出用于使用成本分析來設(shè)定跟蹤器目標(biāo)的大小的方法的實施例的流程圖示。
[0024]圖8是示出用于使用成本分析來劃分跟蹤器目標(biāo)的方法的實施例的流程圖示。
[0025]圖9是示出用于對采樣率和數(shù)據(jù)收集窗口進行微調(diào)的過程的實施例的圖示。
[0026]圖10是示出了具有用于評估跟蹤器結(jié)果的反饋環(huán)的方法的實施例的流程圖示。
[0027]圖11是示出用于使用頻率相似性來在各目標(biāo)上進行迭代的方法的實施例的流程圖示。
[0028]圖12是示出用于確定預(yù)測模型的有效性的方法的實施例的圖示。
[0029]圖13是示出用于分析來自跟蹤器目標(biāo)的結(jié)果的方法的實施例的流程圖示。
[0030]圖14是示出具有跟蹤目標(biāo)分派器的環(huán)境的實施例的圖示。
[0031]圖15是示出用于部署跟蹤器目標(biāo)的方法的實施例的流程圖示。
[0032]圖16是示出用于跟蹤器目標(biāo)表征和部署的詳細方法的實施例的流程圖示。
[0033]詳細描述
[0034]用分布式目標(biāo)的應(yīng)用跟蹤
[0035]用于跟蹤應(yīng)用的系統(tǒng)可收集來自可對照應(yīng)用的多個實例來執(zhí)行的離散的獨立目標(biāo)的跟蹤數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)可將跟蹤工作負載劃分成各個體目標(biāo)，隨后分派這些目標(biāo)以收集數(shù)據(jù)子集。跟蹤數(shù)據(jù)可被聚集成完整的數(shù)據(jù)集。
[0036]在跟蹤大型應(yīng)用時，應(yīng)用可被看成為對刺激作出響應(yīng)的大型系統(tǒng)，刺激是輸入事件、數(shù)據(jù)或其他刺激。當(dāng)可作出應(yīng)用按相對一致的方式行動的理論假設(shè)時，可將該跟蹤分成許多較小的單元，并且這些結(jié)果被聚集在一起以給出整個應(yīng)用的詳細圖片。這些較小的單元可被稱為“跟蹤目標(biāo)”，“跟蹤目標(biāo)”可被分派以收集較大跟蹤數(shù)據(jù)集合的某一部分。
[0037]跟蹤目標(biāo)可以是針對如何收集跟蹤數(shù)據(jù)的定義和用于收集跟蹤數(shù)據(jù)的條件的集合。跟蹤目標(biāo)可由在儀表化環(huán)境內(nèi)操作的跟蹤器消耗，跟蹤器可被配置成收集許多不同類型的跟蹤數(shù)據(jù)和許多不同的數(shù)據(jù)對象。目標(biāo)還可包括建立到數(shù)據(jù)收集和存儲系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接的連接定義。在許多情況下，跟蹤目標(biāo)可在可被傳送到跟蹤器的配置文件中描述。
[0038]在許多情況下，詳細的跟蹤可消耗大量的計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源。例如，許多跟蹤算法可使設(shè)備的計算工作負載增加三倍或更多。當(dāng)將這樣的負載可放置于系統(tǒng)上時，應(yīng)用的性能可被極度地降級。通過創(chuàng)建各自導(dǎo)致小量跟蹤將被執(zhí)行的許多更小的目標(biāo)，詳細的跟蹤結(jié)果可仍然是可實現(xiàn)的，但對運行的應(yīng)用具有較小的影響。
[0039]與更詳細的跟蹤系統(tǒng)相比，分布式跟蹤系統(tǒng)可具有更小的占用空間，因為跟蹤工作負載可被分發(fā)給應(yīng)用的多個實例或者因為各個體工作負載可在一個設(shè)備上被順序地執(zhí)行。在許多情況下，跟蹤可使用非常大數(shù)目的設(shè)備來執(zhí)行，其中每一設(shè)備執(zhí)行較大跟蹤任務(wù)的相對小的子集。在這樣的情況下，可獲得應(yīng)用函數(shù)的完整視圖，而對許多設(shè)備中的每一者具有最小的影響。
[0040]跟蹤系統(tǒng)可自動地確定如何按優(yōu)化方式來執(zhí)行跟蹤。對應(yīng)用的初始分析可揭示各個函數(shù)、存儲器對象、事件、或可用作跟蹤目標(biāo)的基礎(chǔ)的其他對象。自動化分析可標(biāo)識出相關(guān)的存儲器對象、函數(shù)和可為其收集數(shù)據(jù)的各個項，所有這些都可被添加到跟蹤目標(biāo)中。
[0041]—旦已準備了跟蹤目標(biāo)，就可分派這些跟蹤目標(biāo)以由各儀表化執(zhí)行環(huán)境來履行?？蓪⒏櫧Y(jié)果傳送至集中式收集器，該集中式收集器可存儲原始數(shù)據(jù)。對于每一目標(biāo)，收集后分析可評估這些結(jié)果以確定該數(shù)據(jù)是否足以生成有意義的匯總統(tǒng)計，該匯總統(tǒng)計可以是針對應(yīng)用的各個組件如何對輸入作出響應(yīng)的剖析模型。
[0042]當(dāng)無法用統(tǒng)計確定性來驗證目標(biāo)的結(jié)果時，可對照應(yīng)用來重構(gòu)并重新執(zhí)行該目標(biāo)。在一些情況下，該目標(biāo)可被運行達更長的時間窗口以收集更多的數(shù)據(jù)，而在其他情況下，該目標(biāo)可在重新執(zhí)行之前添加或移除項。
[0043]用于選擇跟蹤目標(biāo)的成本分析
[0044]可使用成本分析來自動地評估跟蹤目標(biāo)以確定該目標(biāo)是否可能太大而無法執(zhí)行或執(zhí)行起來太麻煩。當(dāng)目標(biāo)變得太麻煩時，可將該目標(biāo)拆分成兩個或更多個更小的目標(biāo)，其中這些結(jié)果可被組合。
[0045]成本分析可評估執(zhí)行成本，諸如處理器消耗、網(wǎng)絡(luò)帶寬消耗、存儲消耗、功率消耗或其他資源消耗。在許多這樣的情況下，可將成本限制置于跟蹤目標(biāo)上以限制可被分配來跟蹤的資源量。在一些實施例中，該成本可以是可歸因于消耗各種資源的可量化的財務(wù)成本。
[0046]將較大的目標(biāo)分成多個較小的目標(biāo)可使用各數(shù)據(jù)對象內(nèi)的關(guān)系來將相關(guān)的對象放置在同一較小的目標(biāo)中。例如，較大的目標(biāo)可涉及跟蹤一可執(zhí)行函數(shù)的多個數(shù)據(jù)項。該函數(shù)的一些輸出可由一個下游函數(shù)來消耗，而該函數(shù)的其他輸出可由不同的下游函數(shù)來消耗。當(dāng)這樣的關(guān)系可用且已知時，該系統(tǒng)可將第一函數(shù)的輸出放置在一個跟蹤目標(biāo)中，并將第二函數(shù)的輸出放置在第二跟蹤目標(biāo)中。
[0047]可估計或測量用于分析目標(biāo)的影響的成本。在一些情況下，可從數(shù)據(jù)收集模板庫中選擇目標(biāo)。每一模板可具有用于執(zhí)行該模板的不同方面的估計成本，并且可以使用該估計成本來評估跟蹤目標(biāo)。
[0048]在一些情況下，可測量針對目標(biāo)的成本。在這樣的情況下，可在收集成本數(shù)據(jù)的同時執(zhí)行該目標(biāo)達較短時間段，成本數(shù)據(jù)為諸如對處理器、存儲或網(wǎng)絡(luò)帶寬的影響。一旦這樣的成本已知，可執(zhí)行分析以確定是否將該目標(biāo)拆分成多個較小的目標(biāo)。
[0049]貫穿本說明書和權(quán)利要求書，術(shù)語“成本”在評估跟蹤目標(biāo)的上下文中可以是反映任何成本、開銷、資源、稅收或由跟蹤目標(biāo)創(chuàng)建的其他障礙的概括術(shù)語。一般來說，成本指代具有可被最小化的效果的任何事物。
[0050]使用成本分析來部署跟蹤目標(biāo)
[0051]跟蹤目標(biāo)可使用針對這些跟蹤目標(biāo)的成本估計和關(guān)于跟蹤設(shè)備的資源預(yù)算來部署。這些預(yù)算可定義針對跟蹤目標(biāo)的資源分配，并且分派器可選擇可利用所分配的資源的跟蹤目標(biāo)。
[0052]當(dāng)由多個跟蹤目標(biāo)中的全部消耗的資源的和小于預(yù)算量時，可將這些跟蹤目標(biāo)分派給一設(shè)備跟蹤目標(biāo)可使用可包括所分配的跟蹤目標(biāo)中的全部的清單來分派。
[0053]跟蹤資源預(yù)算可定義可被分配來跟蹤特定設(shè)備上的工作負載的最大資源量。該預(yù)算可基于硬件和軟件配置以及任何預(yù)先定義的資源或性能分配而在各設(shè)備之間有所不同。在一些情況下，特定設(shè)備或應(yīng)用的實例可被分配以滿足最小性能標(biāo)準，而保持剩余資源被分配以跟蹤操作。
[0054]依據(jù)成本來分配跟蹤目標(biāo)可允許甚至在正執(zhí)行跟蹤時也維持最小應(yīng)用性能。最小應(yīng)用性能可確保在跟蹤被部署在生產(chǎn)環(huán)境中時應(yīng)用吞吐量可被維持，并確保跟蹤不會不利地影響在跟蹤期間收集的任何數(shù)據(jù)。
[0055]自動化跟蹤系統(tǒng)中的周期性優(yōu)化
[0056]自動化跟蹤系統(tǒng)可分析收集到的數(shù)據(jù)內(nèi)的周期性，隨后調(diào)整采樣率和數(shù)據(jù)收集窗口以收集有效地捕捉觀察到的周期性的數(shù)據(jù)。初始的高級跟蹤可收集針對被測試的任何應(yīng)用的通用性能參數(shù)。
[0057]通過初始跟蹤，周期性分析可被執(zhí)行以標(biāo)識數(shù)據(jù)的特征頻率。初始數(shù)據(jù)的特征頻率可用于為可被部署的詳細跟蹤器目標(biāo)設(shè)置默認的采樣率和數(shù)據(jù)收集窗口。
[0058]由于可從跟蹤器目標(biāo)捕捉結(jié)果，第二周期性分析可標(biāo)識數(shù)據(jù)中的附加重復(fù)模式。通過第二周期性分析，采樣率和數(shù)據(jù)收集窗口可被更新或優(yōu)化以收集統(tǒng)計上有意義的數(shù)據(jù)。
[0059]在一些實施例中，跟蹤器目標(biāo)可部署有不同的參數(shù)以便以與默認設(shè)置相比更高或更低的頻率來探索重復(fù)模式。這樣的實施例可檢測統(tǒng)計上相關(guān)的頻率，隨后在找到統(tǒng)計上相關(guān)的頻率時收集附加數(shù)據(jù)。當(dāng)任意應(yīng)用被跟蹤時，該應(yīng)用內(nèi)的主頻率列表可被應(yīng)用于其他跟蹤器目標(biāo)。
[0060]跟蹤器目標(biāo)的采樣率可定義可在數(shù)據(jù)的時間序列中觀察到的最小周期或最高頻率。相似地，數(shù)據(jù)收集窗口可定義可觀察到的最大周期或最低頻率。通過確保已知頻率在結(jié)果集中被覆蓋，可作出這樣的頻率是否出現(xiàn)在觀察到的數(shù)據(jù)的集合中的統(tǒng)計上有意義的確定。
[0061]使用相似頻率的優(yōu)化分析
[0062]自動化優(yōu)化系統(tǒng)可通過在可影響所跟蹤的性能度量的輸入?yún)?shù)上進行迭代來創(chuàng)建應(yīng)用性能的統(tǒng)計上有意義的表示。在選擇了可影響測量到或跟蹤到的度量的潛在輸入?yún)?shù)的開始集后，統(tǒng)計上不顯著的輸入?yún)?shù)可被移除，并且潛在相關(guān)的參數(shù)可被添加到跟蹤器目標(biāo)。
[0063]觀察到的度量可被分析以得到周期性，其結(jié)果可以是在數(shù)據(jù)中找到的頻率集合。頻率集合可用作簽名，可使該簽名與其他跟蹤器目標(biāo)的頻率簽名匹配。匹配跟蹤器目標(biāo)可被分析以標(biāo)識其他跟蹤器目標(biāo)中的統(tǒng)計上顯著的輸入?yún)?shù)，并且那些輸入?yún)?shù)可被看作潛在輸入?yún)?shù)。
[0064]頻率分析可通過匹配相似的頻率簽名來試圖匹配在時域中具有相似的觀察到特征的跟蹤器目標(biāo)。可具有相似頻率簽名的兩個跟蹤器目標(biāo)可相似地對刺激作出反應(yīng)或具有其他行為相似性。在許多情況下，可影響用一個跟蹤器目標(biāo)觀察到的行為的輸入?yún)?shù)可在以某種方式與可影響用另一跟蹤器目標(biāo)觀察到的行為的輸入?yún)?shù)相關(guān)。
[0065]在一些情況下，頻率比較可檢查在數(shù)據(jù)內(nèi)找到的主頻率。這樣的情況可在對各跟蹤器目標(biāo)結(jié)果的分析產(chǎn)生若干不同主頻率時發(fā)生。在其他情況下，在大量結(jié)果集合中觀察到單個主頻率。在這樣的情況下，這些比較可使用在主頻率可被移除后可作為特征頻率的次頻率來作出。
[0066]在其中可從數(shù)據(jù)中觀察到多個頻率的實施例中，可創(chuàng)建反映這些頻率以及每一頻率的強度或重要性的頻率簽名?？墒褂孟嗨菩员容^來比較這些簽名以標(biāo)識匹配。在一些實施例中，比較可使用可指示相似性程度的分數(shù)來執(zhí)行。
[0067]用監(jiān)視代理來部署剖析模型
[0068]—些跟蹤系統(tǒng)可創(chuàng)建可表示跟蹤數(shù)據(jù)的