Алгоритм паралельно-послідовного завантаження цифрових ресурсів із контрольованою кількістю одночасних завантажень
Анотація
Досліджено особливості організації процесу завантаження цифрових ресурсів у клієнтських веборієнтованих та гібридних мультимедійних застосунках за умов обмеженої кількості одночасних мережевих з'єднань. Проаналізовано наявні підходи до завантаження цифрових ресурсів, зокрема – послідовне, необмежене паралельне завантаження (усі водночас), стратегії з фіксованим рівнем паралелізму, а також стандартні механізми завантаження цифрових ресурсів у популярних інтерактивних мультимедійних фреймворках PixiJS та Phaser, та з'ясовано їх обмеження у випадку композитних ресурсів, що складаються з кількох взаємозалежних файлів. Наведено модель подання процесу завантаження цифрових ресурсів у вигляді динамічного графа завдань, що містить синхронні та асинхронні операції та відображає логічні залежності між підресурсами. Розроблено алгоритм паралельно-послідовного завантаження цифрових ресурсів з контрольованою кількістю одночасних HTTP-з'єднань, який забезпечує поєднання послідовних етапів ініціалізації та паралельних мережевих операцій без порушення коректності оброблення даних. Застосовано механізм централізованого керування рівнем паралелізму, що дає змогу уникати простою доступних мережевих з'єднань і водночас не перевищувати встановлений ліміт одночасних запитів у браузерному середовищі виконання. Проведено експериментальне порівняння запропонованого підходу зі зазначеними стратегіями на різних типах мультимедійних даних та платформах виконання з використанням багаторазових повторюваних вимірювань і статистичного відсіву аномальних значень. Унаслідок проведеного експерименту встановлено, що найбільші покращення досягаються для наборів даних із композитними ресурсами, де запропонований підхід забезпечує скорочення часу завантаження цифрових ресурсів приблизно на 30 % порівняно зі стандартним механізмом PixiJS, на 9 % порівняно з фреймворком Phaser та на 65 % порівняно з послідовною стратегією завантаження. Досліджено, що застосування динамічного графа завдань забезпечує стабільніше використання доступного рівня мережевого паралелізму та зменшує ймовірність виникнення простоїв HTTP-з'єднань. Продемонстровано придатність запропонованого підходу для використання у клієнтських мультимедійних застосунках, де критичними є часові характеристики ініціалізації, передбачуваність процесу завантаження цифрових ресурсів та ефективне використання мережевих ресурсів.
Завантаження
Посилання
Bang, J., Ha, R., & Cha, H. (2001). A web content scheduling for improved latency. IEEE International Conference on Multimedia and Expo, 2001. ICME 2001, 789–792. https://doi.org/10.1109/ICME.2001.1237840
Barford, P., & Crovella, M. (1999). A performance evaluation of hypertext transfer protocols. SIGMETRICS 99: Proceedings of the 1999 ACM SIGMETRICS international conference on Measurement and modeling of computer systems, pp. 188–197. https://doi.org/10.1145/301453.301560
Chang, T., Zhuang, Z., Velayutham, A., & Sivakumar, R. (2007). Client-side web acceleration for low-bandwidth hosts. 2007 Fourth International Conference on Broadband Communications, Networks and Systems (BROADNETS 07), 932–941. https://doi.org/10.1109/BROADNETS.2007.4550537
Fujinoki, H., Sanjay, M., & Shah, C. (2004). Web file transmission by object packaging – performance comparison with HTTP 1.0 and HTTP 1.1 persistent connection. 28th Annual IEEE International Conference on Local Computer Networks, 2003. LCN 03. Proceedings. https://doi.org/10.1109/LCN.2003.1243114
Huang, J., Zhu, H., Liu, M., Zhang, T., & Wang, J. (2022). Achieving fast page load for websites across multiple domains. Transactions on Emerging Telecommunications Technologies, 33(5). https://doi.org/10.1002/ett.4439
Kwok, Y., & Ahmad, I. (1999). Static scheduling algorithms for allocating directed task graphs to multiprocessors. ACM Computing Surveys, 31(4), 406–471. https://doi.org/10.1145/344588.344618
Martin, R. C., & Martin, M. (2006). Agile principles, patterns, and practices in C#. Pearson Education. URL: https://www.google.com.ua/books/edition/Agile_Principles_Patterns_and_Practices/hckt7v6g09oC?gbpv=0
Marx, R., Quax, P., Faes, A., & Lamotte, W. (2017). Concatenation, Embedding and Sharding: Do HTTP/1 Performance Best Practices Make Sense in HTTP/2? 13th International Conference on Web Information Systems and Technologies, pp. 160–173. https://doi.org/10.5220/0006364101600173
Marx, R., Wijnants, M., Quax, P., Faes, A., & Lamotte, W. (2018). Web Performance Characteristics of HTTP/2 vs HTTP/1.1. Lecture notes in business information processing, 87–114. https://doi.org/10.1007/978-3-319-93527-0_5
Nielsen, H. F., Gettys, Ja., Baird-Smith, A., Prudhommeaux, E., Lie, H. W., & Lilley, C. (1997). Network performance effects of HTTP/1.1, CSS1, and PNG. SIGCOMM 97: Proceedings of the ACM SIGCOMM 97 conference on Applications, technologies, architectures, and protocols for computer communication, pp. 155–166. https://doi.org/10.1145/263105.263157
Open source code of Phaser engine. URL: https://github.com/phaserjs/phaser
Open source code of PixiJS framework. URL: https://github.com/pixijs/pixijs
Sander, C., Blöcher, L., Wehrle, K., & Rüth, J. (2021). Sharding and HTTP/2 connection reuse revisited. IMC 21: Proceedings of the 21st ACM Internet Measurement Conference, pp. 292–301. https://doi.org/10.1145/3487552.3487832
Sander, C., Kunze, I., & Wehrle, K. (2022). Analyzing the influence of resource prioritization on HTTP/3 HOL blocking and performance. COMSYS | RWTH Aachen University. URL: https://www.comsys.rwth-aachen.de/publication/2022/2022_sander_analyzing-the-influence-of/
Song, M., Wang, N., & Haihong, E. (2018). Research on Optimization Algorithms for HTTP Maximum Concurrent Connection Restriction. 2018 International Conference on Information Systems and Computer Aided Education (ICISCAE), pp. 493–498. https://doi.org/10.1109/ICISCAE.2018.8666833
Song, M., Wang, N., & Haihong, E. (2018). Research on Optimization Algorithms for HTTP Maximum Concurrent Connection Restriction. 2018 International Conference on Information Systems and Computer Aided Education (ICISCAE), pp. 493–498. https://doi.org/10.1109/iciscae.2018.8666833
Sundaresan, S., Feamster, N., Teixeira, R., & Magharei, N. (2013). Community contribution award – Measuring and mitigating web performance bottlenecks in broadband access networks. IMC 13: Proceedings of the 2013 conference on Internet measurement conference, pp. 213–226. https://doi.org/10.1145/2504730.2504741
Yu, J., Ding, Y., & Sato, H. (2025). DynTaskMAS: a dynamic task graph-driven framework for asynchronous and parallel LLM-based Multi-Agent systems. Proceedings of the International Conference on Automated Planning and Scheduling, 35(1), pp. 288–296. https://doi.org/10.1609/icaps.v35i1.36130
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
