基于互斥組的虛擬機vCPU調(diào)度策略研究與實踐.pdf

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

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

3、具有類似需求的應(yīng)用程序?qū)o法受益于由內(nèi)核識別方式的調(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)度機制，針對內(nèi)核調(diào)度器優(yōu)化對虛擬機性能的影響，提出基于互斥組的虛擬機vCPU調(diào)度優(yōu)化策略。該策略提出在不影響原有的系統(tǒng)負載均衡機制正常工作的情況下，將歸屬于同一個虛擬機的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問題。論文的