[发明专利]一种实时操作系统内存管理算法性能测试方法及系统

权利要求书

1.一种基于多线程的POSIX标准的实时操作系统内存管理算法性能测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在操作系统外部的自动数据集生成工具中生成内存分配数据的测试集；

步骤二：实现实时操作系统的第一多线程测试模型，移植到实现了POSIX标准的实时操作系统中；所述第一多线程测试模型包括双线程测试模型、第二多线程测试模型；

步骤三：针对基于POSIX接口的实时操作系统的内存管理算法，在测试模型下运行生成的数据集，以便获取在所述双线程测试模型、第二多线程测试模型中运行的日志数据；

步骤四：将运行日志数据输入到自动数据分析工具中进行数据处理，得到该内存管理算法的时间性能和碎片性能的具体数据的分析结果和图表展示，得出该内存管理算法适合的数据场景。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述自动数据集生成工具包括：数据随机生成器、数据均匀分布生成器；所述测试集包括：均匀分布的数据集、高斯分布的数据集、对实际嵌入式操作系统运行中内存分配过程的采样得到的数据集。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下步骤：

步骤A1：从通用的实时操作系统内存分配的操作中进行内存分配大小的统计，得出常见的内存分配范围；

步骤A2：计算步骤A1得到的内存分配范围的均值，和覆盖95％内存分配范围的方差值；

步骤A3：在操作系统外部生成测试需要的第一类数据集，所述第一类数据集是均匀分布的数据集，所述第一类数据集的信息包含申请的内存块数据大小、内存块申请和释放的顺序；所述申请内存块的数据大小是随机生成的，且每个数据出现的频率服从概率统计的均匀分布，数据范围由步骤A1确定；所述内存块申请和释放的顺序是随机生成的，概率服从均匀分布；

步骤A4：在操作系统外部生成测试需要的第二类数据集，所述第二类数据集服从高斯分布，所述第二类数据集的信息包含申请的内存块数据大小、内存块申请和释放的顺序；所述申请内存块的数据大小是随机生成的，且每个数据出现的频率服从概率统计的高斯分布，数学期望值是步骤A2得到的均值，方差值是步骤A2得到的方差值；所述内存块申请和释放的顺序是随机生成的，概率服从均匀分布；

步骤A5：在操作系统外部生成测试需要的第三类数据集，通过对实际运行的实时操作系统进行内存分配操作的采样，获得实际运行的数据集，即第三类数据集；所述第三类数据集包含内存分配的大小、内存分配和释放的顺序。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤二具体包括以下步骤：

步骤B1：在POSIX标准的基础上实现双线程测试模型，所述双线程测试模型存在两个线程，一个线程为主线程，进行内存分配和释放操作；另一个线程为辅助线程，辅助主线程完成释放操作；

步骤B2：在POSIX标准的基础上实现第二多线程测试模型，所述第二多线程测试模型存在多个线程，各线程之间独立，要求每个线程都单独完成自己的申请和释放任务；

步骤B3：步骤B1和B2中的测试模型需要记录整个数据集完成分配和释放任务的时间数据，记录数据集中内存块申请失败总次数，记录每次分配和释放之后的内存余量、实际分配的内存块大小、已使用的内存量的数据；

步骤B4：将步骤B1中的双线程测试模型、步骤B2中的第二多线程测试模型直接移植到实现了POSIX标准的实时操作系统上。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B1中的双线程测试模型，在主线程遇到内存申请失败情况时，主线程会被阻塞，辅助线程会随机释放内存中占用的内存块，从而让主线程的申请成功。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B2中的第二多线程测试模型，每个线程在执行自己的申请任务时，如果遇到内存申请失败情况时会释放之前自己申请的内存块，从而让当前的申请成功。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中，所述日志数据包括与内存量相关的内存分配和释放的时间数据、内存分配时的内存余量、内存外碎片、内存内碎片数据。