Visual Studio 2010并行編程及調(diào)試診斷功能詳解
Visual Studio2010 Beta 1發(fā)布后，開發(fā)人員從其新特性，新功能中得到了不少的幫助。這里將介紹Visual Studio 2010并行編程方面的改進(jìn)，較Visual Studio 2008有了極大的提高。
每當(dāng)出現(xiàn)新的編程模型時(shí)，開發(fā)人員便需要一個(gè)用來學(xué)習(xí)、編寫、調(diào)試以及優(yōu)化代碼的健壯的工具，以便能更好的利用該模型。由于并行計(jì)算在公式中添加了新的變量，對于工具的需求便更為突出。
Visual Studio 2010大幅度的提升了并行調(diào)試的用戶體驗(yàn)。其中大部分的功能在Visual Studio 2008中也可通過插件獲得。這里我將給大家介紹在Visual Studio 2008以及即將發(fā)布的Visual Studio2010并行編程、調(diào)試以及診斷等功能。
調(diào)試
雖然Visual Studio 2005有一個(gè)內(nèi)建的MPI程序的簡單調(diào)試器，但并未提供完整的“F5”體驗(yàn)。在新的Visual Studio 2008 插件（同時(shí)也將集成到Visual Studio 2010中）中，您只需選擇一個(gè)集群頭節(jié)點(diǎn)以及您需要多少核，然后按F5就可以對您的MPI程序進(jìn)行調(diào)試了。
除了調(diào)試團(tuán)隊(duì)所作的很棒的核心工作以外，并行調(diào)試技術(shù)的領(lǐng)先供應(yīng)商Allinea還將他們的環(huán)境導(dǎo)入到了Visual Studio中。Allinea的插件提供了針對集成的MPI程序的調(diào)試，包括基于排名的上下文切換、組單步調(diào)試、暫停及運(yùn)行、并行棧視圖和迭合。下面是Allinea的MPI調(diào)試環(huán)境：
面向服務(wù)的架構(gòu)調(diào)試
Windows HPC Server 2008的一個(gè)重要的新的編程模型是集群系統(tǒng)面向服務(wù)體系架構(gòu) (Cluster SOA)，它是基于WCF構(gòu)建的，并包含由HPC的調(diào)度器和代理節(jié)點(diǎn)提供的高級調(diào)度和負(fù)載平衡功能。目前為止，對面向服務(wù)架構(gòu)的集群系統(tǒng)的調(diào)試還僅僅限于基本的WCF/.Net方式的調(diào)試，并無集群的集成。在Visual Studio 2010中，一個(gè)集群面向服務(wù)架構(gòu)插件將提供SOA設(shè)置標(biāo)簽，在這里您可以選擇頭節(jié)點(diǎn)、調(diào)試節(jié)點(diǎn)和服務(wù)、部署運(yùn)行時(shí)類庫并自動進(jìn)行清理?，F(xiàn)在來看一下Visual Studio 2010中新的SOA調(diào)試器吧：
剖析 (Profiling)
Windows Server HPC 1.0中沒有集成針對MPI程序的剖析功能。在Windows HPC Server 2008中，XPerf等工具提供了MPI的剖析以及系統(tǒng)級別的剖析和故障排查的功能。但即使是XPerf也對MPI消息流量等細(xì)節(jié)所知甚少，目前為止也沒有消息流量的瀏覽器。自那以后，消息流量瀏覽器Vampir被導(dǎo)入到Windows并完整地集成在事件跟蹤日志(ETW)中。Vampir提供了對消息順序和延遲進(jìn)行故障排查的功能。還有更多的開源HPC工具，比如JumpShot是一個(gè)免費(fèi)的基于Java的MPI消息瀏覽器。
在很多時(shí)候，VS內(nèi)置的剖析器就能提供性能問題的分析。在Visual Studio 2010中，這一功能與HPC工作調(diào)度器進(jìn)行了完整的集成，用來分析一個(gè)特定的MPI排名或節(jié)點(diǎn)的性能。Visual Studio MPI 剖析功能提供了行級別的剖析信息，包括與源代碼視圖并排的執(zhí)行過程中的溫度視圖：
剖析器還顯示多個(gè)運(yùn)行或版本的結(jié)果比較報(bào)告，這樣您就可以輕松地了解您的修改所帶來的效果。
MPI 運(yùn)行時(shí)分析
除了調(diào)試器和剖析器之外，有時(shí)您還需要專門的分析工具來幫助分析大規(guī)模并行程序的復(fù)雜度。位于斯圖加特的HLRS/ZIH是德國的一個(gè)在該領(lǐng)域領(lǐng)先的機(jī)構(gòu)，將他們自己的MPI分析工具M(jìn)armot導(dǎo)入到了Visual Studio 2008。Marmot可以用來檢查MPI調(diào)用的輸入?yún)?shù)的合法性、檢測無法再生性、死鎖和對資源的不正確管理。下面是運(yùn)行中的Marmot:
從Printf到集成的剖析和調(diào)試
不久前我們還在printf風(fēng)格的調(diào)試世界里，“藝術(shù)級”的調(diào)試和剖析工具將此往前推進(jìn)了一大步。
在Visual Studio里，您可以調(diào)試和剖析高性能MPI程序以及擁有成百到上千個(gè)核的集群SOA應(yīng)用程序。您可以使用XPerf和事件跟蹤日志來獲取應(yīng)用程序在整個(gè)系統(tǒng)環(huán)境中的全局視圖。Visual Studio 2010里新增的多核剖析和調(diào)試工具也可以有效地用于集群的節(jié)點(diǎn)級別分析。
Visual Studio正成為越來越豐富和有效的編寫各種并行程序的開發(fā)環(huán)境。訪問Windows HPC Server 開發(fā)人員資源中心您能找到更多關(guān)于Windows HPC的開發(fā)模型。在CodePlex的Parallel Dwarfs站點(diǎn)上您能找到許多使用各種Visual Studio 2010并行編程模型的示例。
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