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，較Visual Studio 2008有了極大的提高。
每當出現(xiàn)新的編程模型時，開發(fā)人員便需要一個用來學(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。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。在新的Visual Studio 2008 插件（同時也將集成到Visual Studio 2010中）中，您只需選擇一個集群頭節(jié)點以及您需要多少核，然后按F5就可以對您的MPI程序進行調(diào)試了。
除了調(diào)試團隊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)點提供的高級調(diào)度和負載平衡功能。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，一個集群面向服務(wù)架構(gòu)插件將提供SOA設(shè)置標簽，在這里您可以選擇頭節(jié)點、調(diào)試節(jié)點和服務(wù)、部署運行時類庫并自動進行清理。現(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行故障排查的功能。還有更多的開源HPC工具，比如JumpShot是一個免費的基于Java的MPI消息瀏覽器。
在很多時候，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)度器進行了完整的集成，用來分析一個特定的MPI排名或節(jié)點的性能。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：
剖析器還顯示多個運行或版本的結(jié)果比較報告，這樣您就可以輕松地了解您的修改所帶來的效果。
MPI 運行時分析
除了調(diào)試器和剖析器之外，有時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是德國的一個在該領(lǐng)域領(lǐng)先的機構(gòu)，將他們自己的MPI分析工具Marmot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站點上您能找到許多使用各種Visual Studio 2010并行編程模型的示例。
【編輯推薦】
