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文档简介

TD类漏洞及死锁检测系统的设计与实现的中期报告一、研究背景和意义：随着云计算、大数据等技术的发展，程序的规模和复杂度不断增大，程序中的并发性愈发重要。在并发编程中，出现了许多应对并发的解决方案和算法。其中，事务内存（TransactionalMemory，简称TM）作为一种新型的同步机制，以其高效、简洁、安全的特点在学术界和工业界引起了广泛的关注。事务内存是一种基于硬件/软件的内存模型，可提供与传统锁机制相似的可串行化语义（serializability）。事务（transaction）是一个原子单位的操作，其内部的所有内存访问通过一个“原子提交”(atomiccommit)的机制来保证高并发下的数据一致性。因此，事务内存在编写并发程序时要比传统的锁同步方法更为简单。由于事务内存使用原子性操作，其允许多个线程同时访问同一块内存空间，从而允许程序并发执行，以提高程序的执行效率。然而，TD（TransactionalDeadlock，事务死锁）是事务内存编程时产生的一种独特的错误类型。TD是指两个或多个事务由于锁互斥等原因无法正常完成而被死锁。当一个或多个进程试图获取一个被其他进程持有的资源时，就有可能产生死锁。TD通常由程序员编写的不正确代码或不恰当的调试策略引起。如果不及时检测和消除TD，会导致程序假死和资源浪费的问题。基于以上背景，为了实现并发程序的正确性和高效性，研究和开发TD类漏洞及死锁检测系统具有重要的实际应用意义。本小组的设计和研究，主要针对事务内存程序中的死锁问题展开。二、研究目标和内容：本项目的主要目标是实现一款高效可靠的TD类漏洞及死锁检测系统。主要包括以下内容：1.设计和实现TD类漏洞和死锁检测算法与模型。2.构建基于测试用例和人工代码的TD类漏洞及死锁检测样例库，并对样例进行测试和分析。3.实现TD类漏洞及死锁检测模块。该模块将集成算法和样例库，并提供命令行等多种方式进行使用。4.设计展示模块。该模块主要负责将检测结果以丰富多彩的方式进行呈现和展示。三、研究进展和成果：1.系统框架设计与搭建：我们已经完成了系统的源代码结构设计，实现了基础框架的搭建。2.算法和模型实现：我们已经根据课程要求，实现了基于事务锁和等待图的TD类漏洞及死锁检测算法和模型。3.样例的搜集和分析：我们建立了一个样例库，包含了涵盖了常见的并发编程程序中可能出现TD类漏洞和死锁的代码。我们对这些样例进行了功能测试和性能分析。4.检测模块的实现：我们目前已经实现了TD类漏洞及死锁检测模块，提供多种方式进行测试。5.展示模块的设计与搭建：我们正在设想如何设计和实现一种直观易懂的检测结果展示方式。四、下一步工作计划：1.完善日志和错误处理机制。2.对算法和模型进行进一步优化和改进，提升系统效率。3.进一步完善和扩充样例库，提高系统的覆盖率和检测能力。4

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