[发明专利]一种云计算环境下面向并行应用的动态时间片调度方法及系统

权利要求书

1.一种云计算环境下面向并行应用的动态时间片调度方法，其特征在于，所述动态时间片调度方法具体如下：

(1)在运行并行应用的虚拟机的自旋锁中加入性能探测点，对虚拟机的自旋锁延迟进行采样，获取运行并行应用的虚拟机的自旋锁延迟的采样值；

(2)建立虚拟机与虚拟机监视器之间的通信通道，将每个虚拟机的自旋锁延迟的采样值由虚拟机传递给虚拟机监视器处理；

(3)由虚拟机监视器根据各虚拟机的自旋锁延迟采样值，获取一个调度周期内虚拟机自旋锁延迟的平均值；

(4)根据虚拟机前N个调度周期内的自旋锁延迟的平均值，识别自旋锁延迟变化趋势，若所述平均值呈递增趋势，则表明自旋锁延迟增加；若平均值呈递减趋势，则表明自旋锁延迟减少；

根据自旋锁延迟变化趋势调整虚拟机的调度时间片；在各运行并行应用的虚拟机的调度时间片中取一个时间片，将其作为所有运行并行应用的虚拟机的统一调度时间片；其中，N大于等于3；

所述步骤(4)具体如下：

(4.1)识别自旋锁延迟的变化趋势，并根据自旋锁延迟的变化趋势动态调整调度时间片：当自旋锁延迟增加时减少虚拟机的调度时间片，当自旋锁延迟减少时增加虚拟机的调度时间片；

(4.2)获取所有运行并行应用的虚拟机的调度时间片；在所有并行应用虚拟机的调度时间片的值中取最小值，将该最小值作为虚拟机的统一调度时间片。

2.如权利要求1所述的动态时间片调度方法，其特征在于，步骤(1)所述的自旋锁延迟采样过程具体如下：

(1.1)当虚拟机运行并行应用时，判断是否发生线程忙等待，若是，记录当前时间点T₁；若否，则结束自旋锁延迟采样；

(1.2)当忙等待结束且获取到自旋锁，记录当前时间点T₂；

(1.3)根据步骤(1.1)与(1.2)中获取的时间点，获得自旋锁延迟值为T₂-T₁。

3.如权利要求1所述的动态时间片调度方法，其特征在于，步骤(4.1)所述根据自旋锁的变化趋势动态调整调度时间片的过程具体如下：

(4.1.1)在包含本调度周期在内的连续N个调度周期里，判断自旋锁延迟值是否为0，若是，则进入步骤(4.1.4)；若否，则进入步骤(4.1.2)；

(4.1.2)判断上个调度周期的自旋锁延迟是否小于本周期的自旋锁延迟，若是，则进入步骤(4.1.5)；若否，则进入步骤(4.1.3)；

(4.1.3)判断前N个调度周期的自旋锁延迟是否随着调度时间片的减少而下降，若是，进入步骤(4.1.5)；若否，则进入步骤(4.1.6)；

(4.1.4)在上一个调度周期的调度时间片的基础上增加一个单位的时间片作为新的调度时间片；

(4.1.5)在上一个调度周期的调度时间片的基础上减少一个单位的时间片作为新的调度时间片；

(4.1.6)调度时间片大小在上一个调度周期的调度时间片的基础上保持不变。

4.一种云计算环境下面向并行应用的动态时间片调度系统，其特征在于，包括自旋锁延迟采样模块、通信模块、自旋锁延迟统计模块和动态时间片调度模块；

所述自旋锁延迟采样模块用于在虚拟机启动时监控虚拟机内核中自旋锁操作是否产生忙等待，并在忙等待时记录自旋锁延迟信息；

所述通信模块用于将采集到的自旋锁延迟信息从虚拟机内核传递到虚拟机监视器；

所述自旋锁延迟统计模块用于统计各调度周期内监控到的自旋锁延迟信息，并获取自旋锁延迟平均值；

所述动态时间片调度模块用于根据统计到的自旋锁延迟信息获取各虚拟机的调度时间片；取其中一个调度时间片并将其设置为各虚拟机统一的调度时间片；

所述动态时间片调度模块用于识别自旋锁延迟的变化趋势，并根据自旋锁延迟的变化趋势动态调整调度时间片：当自旋锁延迟增加时减少虚拟机的调度时间片，当自旋锁延迟减少时增加虚拟机的调度时间片；以及获取所有运行并行应用的虚拟机的调度时间片；在所有并行应用虚拟机的调度时间片的值中取最小值，将该最小值作为虚拟机的统一调度时间片。

5.如权利要求4所述的动态时间片调度系统，其特征在于，所述动态时间片调度模块包括时间片计算模块、时间片选择模块和时间片设定模块；

所述时间片计算模块用于根据监控到的自旋锁信息获取虚拟机的调度时间片；

所述时间片选择模块用于根据所有虚拟机的调度时间片获取并行应用虚拟机的统一的调度时间片；

所述时间片设定模块用于根据统一的调度时间片设定各虚拟机的调度时间片。