随着软件功能的日益复杂以及可定制性的不断提高,软件配置变得越来越复杂,配置故障逐渐成为系统失效的主要原因之一。当前,大部分研究工作主要集中在配置故障发生后的被动诊断,包括配置故障定位以及配置故障的自动修复。事实上,如果我们能够在配置故障发生前为用户提供配置指导或者在软件运行之前对配置项进行自动的预检查,很多配置故障都可以被预防和避免,从而减少系统失效带来的损失。而配置约束是配置项正确配置需要满足的要求,提取全面准确的配置约束是配置故障预防的基础和前提。基于上述背景,本文通过对大型开源软件的配置进行调研,提出了一种基于约束增强的配置故障预防框架ConfGuard,通过自动推断配置项类型来推断配置约束,并基于增强后的配置约束进行注释增强和配置预检查,从而达到配置故障预防的目的。本文的主要工作包括:1.系统调研了当前广泛使用的C/C++开源软件,包括Apache Httpd、MySQL、Redis、Nginx、Postfix、PostgreSQL等,对配置项类型与配置项命名模式进行了调研和分析,提出了一种细粒度的配置类型分类方法,总结出配置类型与命名模式之间的关系,设计并实现了基于名称分析的配置类型推断方法,并针对每种类型的配置项提取出了准确全面的配置约束。2.通过对软件配置文件的注释进行调研,发现了大多数(85%)软件的配置文件缺乏配置项相关的注释,其配置项平均注释行数少于5行。且软件的配置文件注释都没有统一规范的格式,注释提供的信息并不能有效指导用户配置。设计并实现了基于约束增强的配置文件注释增强方法,利用类型推断和自然语言处理技术得到的用户指导信息,设计了一种新的注释格式对配置文件进行增强。3.设计并实现了基于约束增强的配置预检查工具CCheck,在软件运行之前对用户配置进行约束预检查,检测用户配置的约束违背并反馈给用户。本文对ConfGuard的有效性进行了实验与评估。实验表明,ConfGuard类型推断的准确性可以达到90%以上;注释增强后的配置文件通过为用户提供有效指导信息,可以预防83.3%的现实配置故障;配置预检查可以检测出70%的配置故障,与PCheck相比,CCheck可以为用户的配置错误提供约束反馈和指导信息。