基于鎖感知的多處理機VCPU調(diào)度系統(tǒng).pdf

1、多處理機系統(tǒng)中引入虛擬化，會帶來很大的優(yōu)勢——多處理機系統(tǒng)使得虛擬化技術能夠應用更多原本可能會被浪費的處理器周期和計算資源，從而實現(xiàn)集中化計算和資源的動態(tài)分配，充分利用了系統(tǒng)資源，將性能提升到一個新的高度。但同時，多處理機系統(tǒng)中引入虛擬化之后，也引發(fā)了一些問題，鎖持有者搶占問題就是其中之一。從設計上來說，自旋鎖只能持有很短的時間。但如果一個虛擬機的某個VCPU被搶占的時候持有鎖的話，這一點就不再成立——這個虛擬機的其他正在運行的VCPU

2、有可能申請并等待這個鎖的釋放，這就導致了鎖持有時間延長，大量處理器周期被浪費，極大地影響了性能和可擴展性。
　　 鎖感知的多處理機VCPU調(diào)度系統(tǒng)提供了一種多處理機虛擬化環(huán)境下的VCPU調(diào)度策略。系統(tǒng)通過在虛擬機內(nèi)核中監(jiān)控自旋鎖，對自旋鎖進行精確計數(shù)，并基于計數(shù)結果，在Hypervisor（虛擬化環(huán)境的管理和監(jiān)控系統(tǒng)）中采用一種高效公平的調(diào)度策略，有效解決了鎖持有者搶占問題，提高了多處理機系統(tǒng)中虛擬機的性能。系統(tǒng)的鎖監(jiān)控模塊從虛

3、擬機內(nèi)核中取得本虛擬機中的鎖計數(shù)信息，并將其傳遞給位于中間層的通訊模塊；通訊模塊將得到的信息匯總，并對數(shù)據(jù)進行分類與映射，得到各個虛擬機中各個VCPU上的鎖計數(shù)信息；Hypervisor調(diào)度層的VCPU控制模塊讀取鎖計數(shù)信息，以做出VCPU控制決策；虛擬機中的統(tǒng)計模塊從Guest OS內(nèi)核中取得原始的鎖狀態(tài)信息數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭勺x的、分類的鎖狀態(tài)數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息，打印到控制臺上，或生成自旋鎖統(tǒng)計的日志文件。
　　 功能測試的結果

4、表明，系統(tǒng)能夠正常運行，在運行過程中，調(diào)度VCPU時能夠避免鎖持有者搶占問題。性能分析主要是與原始的Xen系統(tǒng)及采用現(xiàn)有解決方案的系統(tǒng)比較IO密集型負載及CPU計算型負載運行時的性能。性能測試結果表明，相對于現(xiàn)有解決方案，系統(tǒng)運行IO密集型負載的性能提高約10％，運行CPU計算型負載的性能提高約5％。在運行這兩種負載的過程中，自旋鎖持有的平均時間和等待時間均大幅下降，相較于原始的Xen系統(tǒng)，對于IO密集型負載，下降幅度分別為28％和97