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第1章 绪论1

1.1 虚拟计算环境1

1.2 虚拟计算环境的可靠性2

1.3 资源监控与动态调整3

1.4 内存泄漏检测5

1.5 小结6

第2章 虚拟计算环境可靠性的相关研究7

2.1 内存泄漏国内外研究现状7

2.1.1 与内存泄漏静态检测相关的研究工作7

2.1.2 与内存泄漏动态检测相关的研究工作8

2.1.3 存在的问题11

2.2 虚拟计算环境内存泄漏检测技术的相关研究12

2.2.1 概述12

2.2.2 虚拟机性能信息的获取13

2.2.3 虚拟机内存管理13

2.2.4 基于虚拟环境的程序调试15

2.2.5 基于虚拟计算环境的入侵检测15

2.2.6 虚拟计算环境下存在的语义障碍16

2.3 国内外典型的资源监测与资源调整工具17

2.3.1 国内外相关研究17

2.3.2 代表性资源监控系统的实现19

2.4 小结21

第3章 虚拟计算环境及内存泄漏检测基础23

3.1 虚拟计算环境基础23

3.1.1 概述23

3.1.2 CPU虚拟化24

3.1.3 内存虚拟化25

3.1.4 输入／输出设备虚拟化28

3.1.5 Xen的CPU虚拟化模型29

3.1.6 Xen虚拟计算框架32

3.1.7 虚拟计算环境下不同抽象级别间的语义障碍36

3.2 内存泄漏检测技术基础40

3.2.1 动态内存管理40

3.2.2 动态代码执行分析42

3.2.3 目标进程的控制方法46

3.3 小结49

第4章 多目标监测的通信进程管理51

4.1 冲突问题描述51

4.2 CSP理论51

4.3 基于CSP的分布式内存泄漏检测分析系统模型51

4.4 模型的正确性证明53

4.5 小结55

第5章 基于自省机制的运行时内存泄漏检测机制57

5.1 虚拟计算环境中的监控机制与自省机制57

5.2 基于自省机制的运行时内存泄漏检测模型58

5.2.1 基于自省机制检测的流模型59

5.2.2 内存泄漏判定基础62

5.3 内存泄漏确认规则64

5.3.1 实现内存对象分组64

5.3.2 检测潜在的内存泄漏65

5.3.3 内存泄漏的确认规则66

5.4 虚拟计算环境内存泄漏检测机制的实现基础66

5.5 VMLD中4个基础模块的职责68

5.5.1 内部缓冲区维护模块（Maintain Buffer）68

5.5.2 控制模块（Controller）70

5.5.3 拦截模块（Interceptor）70

5.5.4 监视模块（Monitor）71

5.6 实验及结果分析72

5.6.1 有效性实验分析73

5.6.2 性能实验分析74

5.7 小结75

第6章 虚拟计算环境资源监控系统框架77

6.1 设计思路77

6.2 系统部署结构78

6.3 XResMonitor系统功能模块79

6.3.1 资源信息监测模块79

6.3.2 资源调整模块80

6.4 XResMonitor模块工作流程82

6.4.1 资源信息监测流程82

6.4.2 资源调整流程83

6.5 XResMonitor系统特色84

6.6 小结85

第7章 虚拟计算环境资源监控系统的关键技术87

7.1 虚拟机资源信息收集策略87

7.1.1 Xen虚拟机的信息收集策略87

7.1.2 XResMonitor系统的信息收集策略88

7.2 资源实时监测89

7.2.1 内存资源实时监测90

7.2.2 CPU资源实时监测95

7.3 资源调整策略97

7.3.1 内存资源调整策略97

7.3.2 VCPU资源调整107

7.4 XResMonitor监测系统的原型实现111

7.4.1 原型系统的实现环境111

7.4.2 功能实现评估112

7.4.3 原型系统的性能评估116

7.5 小结117

第8章 基于Xen的内存泄漏检测分析系统MLDA模块级关键技术119

8.1 MLDA系统框架描述119

8.1.1 控制模块119

8.1.2 侵入模块124

8.1.3 拦截模块125

8.1.4 监视模块129

8.1.5 内核支持模块131

8.1.6 数据处理与存储模块135

8.1.7 分析模块140

8.1.8 用户交互模块141

8.1.9 模块协作148

8.2 控制模块和监视模块实现的关键技术149

8.2.1 Windows下动态链接库注入技术150

8.2.2 Linux下动态链接库注入技术153

8.3 拦截模块和监视模块实现的关键技术156

8.3.1 代码内存保护解除的实现156

8.3.2 代码复制的实现157

8.3.3 运行流程重定向代码的生成160

8.3.4 堆访问情况的捕捉162

8.4 监视模块和内核代码交互实现的关键技术166

8.5 内核代码访问内存页表的实现168

8.6 数据收集模块和数据处理模块交互的实现171

8.7 数据处理过程178

8.8 小结179

第9章 MLDA的系统级技术实现181

9.1 系统部署181

9.1.1 Xen内核修改部分181

9.1.2 监视端的安装182

9.1.3 Windows下的安装182

9.1.4 Linux下的安装182

9.2 MLDA系统结构184

9.3 MLDA系统的基础功能184

9.3.1 动态链接库注入184

9.3.2 超级调用185

9.3.3 域间通信185

9.3.4 进程堆内存地址空间页表访问186

9.3.5 内存操作行为的捕捉187

9.4 MLDA内存泄漏检测188

9.5 MLDA内存泄漏预测191

9.6 小结193

第10章 GDI内存泄漏检测195

10.1 概述195

10.2 GDI拦截模块195

10.2.1 注入DLL模块196

10.2.2 修改函数导入表和模块导出表的地址196

10.3 GDI监控模块197

10.3.1 监控数据的组织197

10.3.2 监控数据的采集过程及存储策略197

10.4 GDI分析模块198

10.5 GDI可视化模块198

10.5.1 显示GDI内存泄漏嫌疑和故障信息199

10.5.2 生成监测报告200

第11章 结束语205

11.1 总结205

11.2 未来工作207

附录A 基于Xen的内存泄漏检测技术的部分源代码209

参考文献237