[发明专利]一种基于并行应用阶段检测的虚拟时间片调度方法及系统

权利要求书

1.一种基于并行应用阶段检测的虚拟时间片调度方法，其特征在于，包括：

S1、对于每个虚拟机，采集当前采样周期T内所述虚拟机中各虚拟CPU的缓存缺失信息，依据所述缓存缺失信息统计所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率，其中T为第一预设值；

S2、计算所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率与所述虚拟机的N个历史采样周期的平均缓存缺失率的比值，根据该比值确定并行应用是处于稳定状态还是不稳定状态，仅在所述并行应用处于稳定状态时，根据所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率，确定所述虚拟机中运行的并行应用处于计算阶段还是通信阶段，其中，N为第二预设值；

S3、确定所述并行应用所处的执行阶段后，采取与所述执行阶段对应的时间片调度策略。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1包括如下子步骤：

S1.1、对于每个虚拟机，采集当前采样周期T内所述虚拟机中各虚拟CPU的三级缓存缺失次数和指令执行数量，将所述各虚拟CPU的三级缓存缺失次数求和得到所述虚拟机的总体缓存缺失次数，将所述各虚拟CPU的指令执行数量求和得到所述虚拟机的总体指令执行数量；

S1.2、由公式miss_rate_curr＝α×总体缓存缺失次数/总体指令执行数量，计算所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率，其中α为第三预设值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤S2包括如下子步骤：

S2.1、采用滑动窗口保存所述虚拟机在N个历史采样周期内的采样数据，其中，所述采样数据包括虚拟CPU的缓存缺失次数和指令执行数量；

S2.2、根据所述窗口中的采样数据计算所述窗口的平均缓存缺失次数与平均指令执行数量，并由公式miss_rate_window＝α×平均缓存缺失次数/平均指令执行数量，计算所述窗口的平均缓存缺失率；

S2.3、由公式计算所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率与所述窗口的平均缓存缺失率的相对变化；

S2.4、若δ在[1-ε，1+ε]之间，则表示所述并行应用进入稳定状态，并根据所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率确定所述并行应用处于计算阶段还是通信阶段，其中ε为第四预设值；

S2.5、若δ不在[1-ε，1+ε]之间，则表示所述并行应用不再处于稳定状态，将所述窗口中的数据全部移除并重置所述窗口大小。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述虚拟机在当前采样周期T内的缓存缺失率确定所述并行应用处于计算阶段还是通信阶段，包括：若miss_rate_curr大于θ，则确定所述并行应用处于计算阶段，若miss_rate_curr不大于θ，则确定所述并行应用处于通信阶段，其中θ为第五预设值。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S3包括如下子步骤：

S3.1、若所述并行应用处于通信阶段，则判断上个采样周期的虚拟机时间片是否大于预设软边界；若所述并行应用处于计算阶段，则相对于上个采样周期线性增加虚拟机时间片作为当前采样周期的虚拟机时间片；

S3.2、若上个采样周期的虚拟机时间片大于所述预设软边界，则相对于上个采样周期采用指数式减小方法减小虚拟机时间片作为当前采样周期的虚拟机时间片，否则，判断上个采样周期的虚拟机时间片是否大于预设硬边界；

S3.3、若上个采样周期的虚拟机时间片大于所述预设硬边界，则相对于上个采样周期线性减小虚拟机时间片作为当前采样周期的虚拟机时间片，否则将当前采样周期的虚拟机时间片设置为所述预设硬边界。