搞一下Adaptive Platform AUTOSAR（四）—— 执行管理

参考文献：《AUTOSAR AP 标准》

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1.概览

执行管理负责系统执行管理的各个方面，包括平台初始化和应用程序的启动与关闭。执行管理与操作系统协同工作，以执行应用程序的运行时调度。

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2.系统启动

当机器启动时，操作系统首先初始化，然后启动执行管理。通过执行管理启动自适应平台基础的其他功能集群和平台应用。在自适应平台基础运行起来之后，执行管理继续启动自适应应用程序。平台应用程序和自适应应用程序的启动顺序由执行管理根据机器清单和执行清单来确定。

图1 AP启动顺序

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3.执行管理职责

执行管理负责自适应平台执行管理和应用程序执行管理的各个方面，包括：

3.1 平台生命周期管理
执行管理作为自适应平台启动阶段的一部分启动，负责初始化自适应平台和部署的应用程序。
3.2 应用程序生命周期管理
执行管理负责按顺序启动和关闭部署的应用程序。执行管理根据机器清单和执行清单中的信息确定部署的应用程序集，并根据声明的应用程序依赖性派生启动/关闭顺序。根据机器状态和功能组状态，部署的应用程序在自适应平台启动或更高版本启动期间启动，但由于许多应用程序将向其他应用程序提供服务，因此不希望所有应用程序都立即开始活动工作，因此等待并“侦听”传入的服务请求。

执行管理不负责应用程序的运行时调度，因为这是操作系统的责任。但是，执行管理负责操作系统的初始化/配置，使其能够根据执行管理从机器清单和执行清单中提取的信息执行必要的运行时调度。

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4.确定性执行

确定性执行提供了一种机制，使得使用给定输入数据集的计算总是在限定时间内生成一致的输出。执行管理区分时间和数据决定论。前者表示输出总是在截止日期前生成，后者表示从相同的输入数据集和内部状态生成相同的输出。

执行管理提供的支持侧重于数据决定论，因为它假定时间决定论通过提供足够的资源来处理。对于数据确定性，执行管理提供确定性客户端API来支持对进程内部周期、确定性工作池、激活时间戳和随机数的控制。在软件锁步骤的情况下，确定性客户机与可选的软件锁步骤框架交互，以确保冗余执行的过程的行为相同。确定性客户端与通信管理交互，以使数据处理与循环激活同步。

确定性客户端支持的API及其与应用程序的交互如图2所示

图2 确定性客户端支持的API及其与应用程序的交互

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5.资源限制

自适应平台允许在同一台机器上执行多个自适应应用程序，从而确保系统不受干扰。因此，行为不正确的自适应应用程序应限制其影响其他应用程序的能力，例如，由于可能对其他应用程序的正确运行产生后续影响，应防止应用程序消耗比指定时间更多的CPU时间。

执行管理通过配置分配给应用程序进程的一个或多个资源组来支持不受干扰。然后可以为每个资源组分配CPU时间或内存限制，以限制应用程序的可用资源。

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6.状态管理

状态管理提供了一种机制来定义自适应平台的操作状态。状态管理授予对要执行的应用程序集的完全控制权，并确保仅在需要时执行进程（从而分配资源）。

机器状态和功能组状态定义当前运行的进程集。每个进程在其执行清单中声明，其中说明该进程应处于活动状态。

四种不同的状态与执行管理相关：
• 机器状态
机器状态主要用于控制机器生命周期（启动/关闭/重启）、平台级进程和其他基础设施。每台机器上必须存在几个强制机器状态。其他特定于机器的机器状态可以在机器清单中定义
• 功能组状态
功能组状态主要用于单独启动和停止功能一致的用户级应用程序进程组。它们可以在机器清单中配置
• 过程状态
流程状态用于应用程序生命周期管理，由执行管理内部状态机实现。
• 执行状态
执行状态表征应用程序可执行文件（即进程）的任何实例的内部生命周期。每个进程必须向执行管理报告执行状态更改。

图3 状态间的交互

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7.应用程序恢复

执行管理负责过程启动/停止的状态相关管理，因此它必须拥有启动和停止过程的特殊权利。平台运行状况管理监视进程，并在任何进程的行为不在指定参数范围内时触发恢复操作。恢复操作由集成器根据平台健康管理的软件体系结构需求定义，并在执行清单中进行配置。