改善智慧型手機資料存取干擾之應用程式批次化I/O排程器

AppBatch I/O Scheduler: Reducing I/O Interferences for Smartphones

鄒尚軒(Shang-Xuan Zou)

指導教授 ： 楊佳玲

國立臺灣大學/電機資訊學院/資訊工程學研究所/碩士(2015年)

https://doi.org/10.6342/NTU.2015.00189

摘要

現今智慧型手機成為人們主流的個人電腦裝置。智慧型手機的用途
也變為廣泛，而手機上的應用程式同時間的執行數也為增加，並行的
應用程式產生大量的輸入輸出至儲存裝置，並且相互干擾，因而對使
用者經驗造成嚴重的影響，而現今也有研究進一步指出儲存裝置為現
今手機的重要瓶頸。在智慧型手機中，使用者會開啟許多程式，而切
換程式會將當前程式切換至背景持續執行，許多的背景程式同時執行
會影響前景程式的表現。
本論文提出一專為智慧型手機設計的 I/O 排程器——AppBatch I/O
排程器。AppBatch I/O 排程器將相同應用程式的 I/O 請求排至相同的群
組中，並且優先處理前景程式的請求，已達到最佳的使用者體驗，此
外，AppBatch I/O 排程器使用 Weighted Round-Robin 的演算法，避免
背景程式的 starvation。在 hTC One X 上的實驗結果顯示，AppBatch 增
進前景程式 40.3% 的表現，並且背景程式沒有太多的效率損失，而我
們同時驗證了 AppBatch 的計算對手機沒有額外的負擔。

關鍵字

安卓 ； 智慧型手機 ； 儲存裝置 ； I/O 系統 ； I/O 排程器

並列摘要

Smartphones have become the dominating computing devices today. The
majority of system researches on smartphones focus on improving network
middle-ware or application models. Until recently, storage system has started
gaining attention. A couple studies show that storage system performance is
critical to end-user experiences. In smartphones, applications are switched
to background when users execute another new application. However, to re-
duce the application-switching-time, smartphones keep the background ap-
plications running without really terminating them. Storage accesses from
multiple concurrent bac kground applications can still impact the foreground
performance. This paper proposes the first I/O scheduler, AppBatch, designed
specifically smartphone’s storage system. AppBatch forms requests from the
same application into a batch and prioritizes the foreground batch over others.
It improves the user experiences of smartphones while preventing the back-
ground applications from starving by scheduling batches in weighted-round-
robin fashion. The results show AppBatch improves up to 40.3% foreground
performance over conventional schedulers on HTC One X smartphone. And
the foreground I/O wait time reduction does not come at the cost of back-
ground performance.

並列關鍵字

Android ； Smartphone ； Storage ； I/O system ； I/O Scheduler

參考文獻

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