[发明专利]多虚拟机系统中一种主动共享的内存超量分配方法

摘要

本发明涉及一种虚拟化系统主动共享的内存超量分配方法。目前的虚拟化系统为了满足客户虚拟机的峰值性能，对内存常采用过量分配策略，易造成低负载下内存资源的浪费。本发明方法包含三部分的内容：基于平铺记录法和差量链表记录法的客户虚拟机内存页面标记方法、基于虚拟通道的主动内存共享方法和基于上述两个方法的多虚拟机内存超量分配方法。通过本发明提供的虚拟化系统主动共享的内存超量分配方法，可以在系统内存高度竞争的情况下有效缓解系统资源的竞争程度，显著提高整个多租户云计算环境下客户虚拟机系统的性能和服务质量。

主权项

1.多虚拟机系统中一种主动共享的内存超量分配方法，其特征在于该方法包括如下步骤：步骤1.在客户虚拟机和虚拟机监控器之间建立虚拟通道，用来发送和处理客户虚拟机和虚拟机监控器之间的通信数据；步骤2.客户虚拟机本地资源代理利用基于平铺记录法和差量链表记录法标记并保存本机的内存使用状态；步骤3.客户虚拟机通过虚拟通道将本机主动共享的内存页面告知虚拟机监控器；步骤4.虚拟机监控器通过虚拟通道接收客户虚拟机的主动共享的内存页面地址；步骤5.虚拟机监控器根据客户虚拟机提供的共享内存页面地址，将相应的内存页面回收，并可分配给需要内存资源的其它虚拟机，或将该内存资源保留以待未来使用，实现内存超量分配；步骤6.根据客户虚拟机得到资源服务后的外在性能表现和内存的可用性，决定未来的内存分配决策；如果根据客户虚拟机的资源需求的增加来增加其资源服务配额会提高客户虚拟机的应用程序性能，则周期性循环步骤1至步骤5；步骤1中以AVAIL状态表示虚拟通道可用，处于等待使用和分配的状态，RESVD表示虚拟通道被系统保留，不参与分配的状态，NOBOUND表示虚拟通道处于未绑定状态，INTRDMN表示该虚拟通道已经处于和其他虚拟机域绑定的状态，通过PHYIRQ、VRTLIRQ和VCPUIRQ分别表示虚拟通道绑定了某一物理中断、虚拟中断和虚拟处理器间中断；在建立虚拟机域A与虚拟机域B之间的域间通信时，虚拟机域A先分配一个未绑定的虚拟通道M，并且授予权限给虚拟机域B用来绑定它，当虚拟机域B需要与虚拟机域A通信时，虚拟机域B就分配一个虚拟通道并绑定到虚拟机域A的这个虚拟通道M端口上，双向连接都建立完之后，双方虚拟机域即可以向对方的虚拟通道端口发送事件通知；步骤2中所述客户虚拟机本地资源代理为驻留在客户虚拟机内的软件程序，利用内存、处理器及硬盘提供的硬件指令接口，收集内存、处理器和硬盘的实时信息及使用状态，动态截获虚拟机中申请和释放内存的函数，并记录下来，并收集内存空间使用率、内存高速缓存命中率、内存高速缓存缺失率信息；所述平铺记录法以二进制的0或1代表某客户虚拟机物理内存页块是否须要被释放，每个页块的大小为2的整数次幂字节，可根据需要决定基本页块的大小，大块可用多个比特位表示，利用平铺记录法获得的信息记录存储在客户虚拟机中，以解决与虚拟层对该信息记录的读写同步问题；标记内存状态时，从使用状态到不用状态是在客户虚拟机中释放该内存页块后置1，并保证置位过程直接写入内存，不被客户虚拟机操作系统的虚拟处理器缓存，从不用状态到初始状态的过程须先锁定要释放内存的区域，以免与其他内存管理策略产生冲突；所述链表记录法方法利用客户虚拟机内部空闲内存页块链表的结构描述客户虚拟机空闲链表信息；通过虚拟层上记录包含页块信息的差量链表，在新空闲内存页块产生后将其插入记录的差量链表中，记录包含页块起始地址页框号和页块大小信息的链表。