Për bërthamën Linux po zhvillohet sistemi i ekzekutimit të shpërndarë të fijeve Popcorn

Universiteti Politeknik i Virgjinias propozoi për diskutimin e një serie patch-esh nga zhvilluesit e bërthamës Linux me implementimin e sistemit të ekzekutimit të shpërndarë të fijeve Popcorn (Ekzekutimi i Fijeve të Shpërndara), i cili lejon organizimin e ekzekutimit të aplikacioneve në kompjuterë të shumtë me shpërndarje dhe migrim transparent të fijeve midis hosteve. Me ndihmën e Popcorn, aplikacionet mund të nisin në një host dhe, pa ndërprerë funksionimin e tyre, të transferohen në një host tjetër. Në programet me shumë fije lejohet migrimi në hoste të tjera të fijeve individuale.

Në kundërshtim me projektin CRIU, i cili lejon ruajtjen e gjendjes së procesit dhe rinisjen e ekzekutimit në një sistem tjetër, Popcorn ofron migrim pa ndërprerje dhe dinamik midis hosteve gjatë ekzekutimit të aplikacionit, pa kërkuar veprime nga përdoruesi dhe duke siguruar konsistencën e memories virtuale në të gjitha hostet ku fije të shumta ekzekutohen njëkohësisht.

Grupi i softuerit të Popcorn përfshin patch-et në bërthamën Linux dhe bibliotekën me testet që tregojnë se si mund të përdoren thirrjet sistemike Popcorn për migrimin e thread-eve në aplikacionet që ekzekutohen në mënyrë të shpërndarë. Në nivelin e bërthamës, janë propozuar zgjerime të nën-sistemit të memories virtuale me implementimin e memories së shpërndarë të përbashkët (distributed shared memory), e cila lejon proceseve në hoste të ndryshëm t'i aksesojnë hapësirat e adresave virtuale të përbashkëta dhe konsistente. Konsistenca e faqeve të memories virtuale sigurohet përmes një protokolli që riplikon në host faqe të memories kur ato kërkohen për lexim dhe anullon faqet e memories kur kryhen shkrime.

Ndërveprimi midis hosteve realizohet përmes një menaxheri mesazhesh që funksionon në nivelin e bërthamës dhe që transmeton mesazhe përmes një TCP-socket. Vërehet se TCP/IP përdoret për të thjeshtuar procesin e debugs dhe testimit gjatë zhvillimit. Zhvilluesit e kuptojnë se sa i përket sigurisë dhe performancës, TCP/IP nuk është mënyra më e mirë për të transmetuar përmbajtjen e strukturave të bërthamës dhe faqeve të memories midis hosteve. Të gjitha hostet ku ekzekutohen aplikacione të shpërndara duhet të kenë një nivel identik besimi. Pas stabilizimit të algoritmeve kryesore, do të aplikohet një formë më efikase transporti.

Popcorn ka evoluar që nga viti 2014 si një projekt kërkues për të studiuar mundësitë e krijimit të aplikacioneve të shpërndara, ku rrjedhat e tyre mund të ekzekutohen në nodet e ndryshme në heterogjene sistemat e llogaritjes, në të cilat mund të kombinohen bërthama të bazuara në arkitekturë të ndryshme komandash (Xeon/Xeon-Phi, ARM/x86, CPU/GPU/FPGA). Grupi i patches i propozuar për zhvilluesit e bërthamave Linux mbështet vetëm ekzekutimin në hoste me CPU x86, por ekziston një variant më funksional, Popcorn Linux, i cili lejon ekzekutimin e aplikacioneve në hoste me arkitekturë të ndryshme CPU (x86 dhe ARM). Për të përdorur Popcorn në mjedise heterogjene, është e nevojshme të përdoret një kompilator bazuar në LLVM. Kur ekzekutimi ndaj distribucioneve është në hoste me një arkitekturë, rimontimi me një kompilator të veçantë nuk kërkohet.

Përveç kësaj, mund të theksohet njoftim për një projekt të ngjashëm Telefork me realizimin e një prototipi fillestar API për nisjen e proceseve fëmijë në kompjuterë të tjerë në klaster (si fork(), por e transferon procesin e devijuar në një kompjuter tjetër).
Kodi është shkruar në gjuhën Rust dhe deri tani lejon klonimin e proceseve të thjeshta, ku nuk përdoren burime sistemore, si skedarët. Gjatë thirrjes së telefork, memorja dhe strukturat e lidhura me procesin klonohen në një host tjetër, ku është aktivizuar procesori i shërbimit (telepad). Me anë të ptrace, reflektimi i memories së procesit serializohet dhe së bashku me gjendjen e procesit dhe regjistrat transferohet në hostin tjetër. API gjithashtu lejon ruajtjen e gjendjes së procesit në një skedar dhe rindërtimin përmes tij.

Burimi: opennet.ru