基于Blink的WebCL基础模块的设计和实现

发布时间：2018-05-30 00:01

  本文选题：并行计算 + WebCL　； 参考：《中山大学》2015年硕士论文

【摘要】：随着Web应用的推广,对于Web应用的性能要求也随之提高。当前的JavaScript的执行速度成为了Web应用,特别是计算密集型的Web应用的性能提升的一个重要瓶颈,同时也造成了Web应用在性能上和本地化应用的差距。基于此现状,主流的JavaScript引擎都进行了优化,力求达到最优的执行效率来缩小Web应用和本地应用在性能上的差异,例如Google的V8引擎,Mozilla的SpiderMonkey引擎等。但是针对JavaScript引擎的优化都没有改变脚本串行执行这一前提,并没有将并行执行纳入引擎优化的范畴。与此同时,针对于Web领域的并行化研究已经有了多项成果。基于OpenCL的RiverTrail项目,由IntelLabs提出并在Firefox上实现,通过扩展JavaScript语言本身来添加并行功能。2014年3月WebCL标准1.0发布,WebCL是OpenCL在Web上的一个扩展集,允许开发者可以直接接触到GPU,多核CPU等多核设备以进行较大规模的并行编程。本文基于Blink引擎来设计和实现WebCL的基础模块,利用WebCL标准中提供的并行计算的接口和现代多核CPU,GPU等来增加JavaScript的并行化能力,对Web应用特别是计算密集型Web应用进行加速。因此本文所提的解决方案的核心就是基于Blink引擎的WebCL基础模块的设计和实现。本文首先介绍了JavaScript的语言特点和并行化编程的方法,同时,引入对Crosswalk和Blink引擎的介绍。接着,本文以Crosswalk为载体,通过在Blink引擎中增加WebCL模块的方式实现WebCL标准中所规定的基础模块。在模块中利用OpenCL实现WebCL标准所规定的相应的API,并通过WebIDL的方式将WebCL模块绑定到V8引擎。同时,使用WebCL conformance tests来测试每个接口的正确性,确保实现的每一个接口都能够通过测试。然后,本文针对实现的WebCL标准,通过实际的计算密集型的Web应用进行了性能测试,并详细分析了数据规模,程序本身可并行程度对Web应用并行化性能提升的影响。最后给出本文实现的并行系统的应用场景。本文基于Blink和WebCL标准实现的JavaScript并行化系统能够显著提升计算密集型的Web应用的运行速度,提高用户体验,具有很高的研究和实用价值。
[Abstract]:With the popularization of Web application, the performance requirement of Web application is improved. The execution speed of the current JavaScript has become an important bottleneck for the performance improvement of Web applications, especially the computation-intensive Web applications. At the same time, the gap between the performance of Web applications and that of localized applications has been caused. Based on this situation, mainstream JavaScript engines are optimized to achieve optimal execution efficiency to reduce the performance differences between Web applications and local applications, such as Google's V8 engine and Mozilla's SpiderMonkey engine. However, the optimization of JavaScript engine does not change the premise of script serial execution, and does not bring parallel execution into the scope of engine optimization. At the same time, many achievements have been made in the research of parallelization in the field of Web. The RiverTrail project based on OpenCL, proposed by IntelLabs and implemented on Firefox, adds parallel functions by extending the JavaScript language itself. In March 2014, WebCL Standard 1.0 released WebCL is an extension set of OpenCL on Web. Allow developers direct access to GPU, multi-core CPU and other multi-core devices for large-scale parallel programming. This paper designs and implements the basic module of WebCL based on Blink engine, uses the parallel computing interface provided in WebCL standard and modern multi-core CPU GPU to increase the parallelization ability of JavaScript, and accelerates Web applications, especially computationally intensive Web applications. Therefore, the core of the solution proposed in this paper is the design and implementation of WebCL infrastructure module based on Blink engine. This paper first introduces the language characteristics of JavaScript and the method of parallel programming. At the same time, introduces the Crosswalk and Blink engine. Then, this paper uses Crosswalk as the carrier to implement the basic modules specified in the WebCL standard by adding WebCL modules to the Blink engine. In the module, OpenCL is used to realize the corresponding API stipulated by the WebCL standard, and the WebCL module is bound to the V8 engine by the way of WebIDL. At the same time, use WebCL conformance tests to test the correctness of each interface to ensure that the implementation of each interface can pass the test. Then, according to the implemented WebCL standard, the performance test is carried out through the actual computationally intensive Web application, and the effect of data scale and the degree of parallelism of the program itself on the parallelization performance of Web applications is analyzed in detail. Finally, the application scenario of parallel system implemented in this paper is given. The JavaScript parallelization system based on Blink and WebCL can significantly improve the running speed of computation-intensive Web applications and improve the user experience. It has a high research and practical value.
【学位授予单位】：中山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP393.09

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本文编号：1953001