基于互斥組的虛擬機(jī)vCPU調(diào)度策略研究與實(shí)踐.pdf

1、隨著并行計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多的程序是基于并行模型開(kāi)發(fā)的，而且它們會(huì)被托管運(yùn)行在SMP虛擬機(jī)平臺(tái)上，這就要求宿主機(jī)平臺(tái)能夠提供高效的虛擬機(jī)管理功能。其中，開(kāi)源虛擬機(jī)監(jiān)視器KVM，由于自身優(yōu)秀的性能以及得到開(kāi)源社區(qū)和業(yè)界各大研究機(jī)構(gòu)的良好開(kāi)發(fā)與技術(shù)支持，獲得了廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用。KVM作為一個(gè)內(nèi)核模塊被加載到Linux內(nèi)核中，并將Linux改造成了虛擬機(jī)監(jiān)視器，利用內(nèi)核的任務(wù)調(diào)度器來(lái)調(diào)度虛擬機(jī)的vCPU線程。但是Linux通用的調(diào)度器無(wú)法區(qū)

2、分普通線程和虛擬機(jī)的vCPU線程，因此容易產(chǎn)生vCPU LHP（Lock Holder Preemption，鎖持有搶占）和vCPU Stacking問(wèn)題，并導(dǎo)致虛擬機(jī)性能下降。
　　通常解決由vCPU LHP和vCPU Stacking的引起的虛擬機(jī)性能下降的問(wèn)題是通過(guò)由用戶或內(nèi)核識(shí)別vCPU線程，并設(shè)置vCPU線程的親和性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但是這種方式由于沒(méi)有充分考慮原有的內(nèi)核調(diào)度器優(yōu)化特性，因而無(wú)法有效提高虛擬機(jī)執(zhí)行性能。同時(shí)，許多

3、具有類(lèi)似需求的應(yīng)用程序?qū)o(wú)法受益于由內(nèi)核識(shí)別方式的調(diào)度策略，因此具有很大的局限性。
　　本文在總結(jié)前人的工作基礎(chǔ)上，深入研究Linux內(nèi)核調(diào)度機(jī)制，針對(duì)內(nèi)核調(diào)度器優(yōu)化對(duì)虛擬機(jī)性能的影響，提出基于互斥組的虛擬機(jī)vCPU調(diào)度優(yōu)化策略。該策略提出在不影響原有的系統(tǒng)負(fù)載均衡機(jī)制正常工作的情況下，將歸屬于同一個(gè)虛擬機(jī)的vCPU線程互斥地調(diào)度到不同的物理CPU上執(zhí)行，可以降低LHP發(fā)生的概率，并且可以避免vCPU Stacking問(wèn)題。論文的