云平臺(tái)下基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的并行應(yīng)用加速系統(tǒng).pdf

1、隨著對(duì)高性能計(jì)算資源的需求增長(zhǎng)，使用云計(jì)算環(huán)境下的虛擬集群來(lái)運(yùn)行緊耦合的并行應(yīng)用變得越來(lái)越流行。然而在虛擬化環(huán)境下，會(huì)發(fā)生鎖持有者被搶占問(wèn)題。當(dāng)虛擬機(jī)中占有鎖的虛擬中央處理器（VCPU）被搶占后，會(huì)導(dǎo)致虛擬機(jī)內(nèi)的其他VCPU一直處于忙等待狀態(tài)，直到占有鎖的VCPU重新被調(diào)度并且釋放自旋鎖。因此，鎖持有者被搶占問(wèn)題會(huì)造成并行應(yīng)用在虛擬化環(huán)境下同步延遲顯著增高，極大地影響了并行應(yīng)用的性能，特別是在云計(jì)算環(huán)境中資源經(jīng)常出現(xiàn)過(guò)載的情況下。由于各

2、種各樣類(lèi)型的應(yīng)用托管在虛擬化的云系統(tǒng)中，在有效提升并行應(yīng)用性能的同時(shí)盡可能避免對(duì)非并行應(yīng)用造成明顯的性能損失是一項(xiàng)非常大的挑戰(zhàn)。
　　通過(guò)對(duì)虛擬化的云計(jì)算環(huán)境中并行應(yīng)用性能損失問(wèn)題分析發(fā)現(xiàn)，虛擬機(jī)的調(diào)度時(shí)間片是影響并行應(yīng)用性能的重要因素?；趧?dòng)態(tài)時(shí)間片的并行應(yīng)用加速系統(tǒng)提供了一種虛擬化環(huán)境下基于動(dòng)態(tài)時(shí)間片的VCPU調(diào)度策略。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)內(nèi)核的自旋鎖進(jìn)行監(jiān)控，在自旋鎖操作發(fā)生忙等待時(shí)，采集相應(yīng)的自旋鎖延遲信息，然后通過(guò)通信模塊把

3、自旋鎖延遲信息從虛擬機(jī)內(nèi)核傳輸?shù)教摂M機(jī)監(jiān)視器（VMM）中；VMM中的自旋鎖統(tǒng)計(jì)模塊在接收到虛擬機(jī)內(nèi)核傳輸來(lái)的自旋鎖延遲信息之后，會(huì)對(duì)該自旋鎖延遲信息按照虛擬機(jī)進(jìn)行分類(lèi)，并且進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；動(dòng)態(tài)時(shí)間片控制模塊接受來(lái)自自旋鎖延遲統(tǒng)計(jì)模塊的統(tǒng)計(jì)信息后，將對(duì)所有虛擬機(jī)進(jìn)行自適應(yīng)地動(dòng)態(tài)時(shí)間片計(jì)算，由于每個(gè)虛擬機(jī)計(jì)算出來(lái)的時(shí)間片可能不同，所以，還需要對(duì)所有虛擬機(jī)的時(shí)間片進(jìn)行統(tǒng)一，最終把統(tǒng)一后的時(shí)間片應(yīng)用到虛擬機(jī)的調(diào)度流程中。系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)地控制虛擬機(jī)調(diào)度時(shí)