[發明專利]一種云計算環境下面向并行應用的動態時間片調度方法及系統

有效

• 申請號: 201510226301.0
• 申請日: 2015-05-06
• 公開（公告）號: CN104866370B
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 吳松;金海;謝振江;陳海寶;趙新宇
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/50;G06F9/38
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 廖盈春

1.一種云計算環境下面向并行應用的動態時間片調度方法，其特征在于，所述動態時間片調度方法具體如下：

(1)在運行并行應用的虛擬機的自旋鎖中加入性能探測點，對虛擬機的自旋鎖延遲進行采樣，獲取運行并行應用的虛擬機的自旋鎖延遲的采樣值；

(2)建立虛擬機與虛擬機監視器之間的通信通道，將每個虛擬機的自旋鎖延遲的采樣值由虛擬機傳遞給虛擬機監視器處理；

(3)由虛擬機監視器根據各虛擬機的自旋鎖延遲采樣值，獲取一個調度周期內虛擬機自旋鎖延遲的平均值；

(4)根據虛擬機前N個調度周期內的自旋鎖延遲的平均值，識別自旋鎖延遲變化趨勢，若所述平均值呈遞增趨勢，則表明自旋鎖延遲增加；若平均值呈遞減趨勢，則表明自旋鎖延遲減少；

根據自旋鎖延遲變化趨勢調整虛擬機的調度時間片；在各運行并行應用的虛擬機的調度時間片中取一個時間片，將其作為所有運行并行應用的虛擬機的統一調度時間片；其中，N大于等于3；

所述步驟(4)具體如下：

(4.1)識別自旋鎖延遲的變化趨勢，并根據自旋鎖延遲的變化趨勢動態調整調度時間片：當自旋鎖延遲增加時減少虛擬機的調度時間片，當自旋鎖延遲減少時增加虛擬機的調度時間片；

(4.2)獲取所有運行并行應用的虛擬機的調度時間片；在所有并行應用虛擬機的調度時間片的值中取最小值，將該最小值作為虛擬機的統一調度時間片。

2.如權利要求1所述的動態時間片調度方法，其特征在于，步驟(1)所述的自旋鎖延遲采樣過程具體如下：

(1.1)當虛擬機運行并行應用時，判斷是否發生線程忙等待，若是，記錄當前時間點T₁；若否，則結束自旋鎖延遲采樣；

(1.2)當忙等待結束且獲取到自旋鎖，記錄當前時間點T₂；

(1.3)根據步驟(1.1)與(1.2)中獲取的時間點，獲得自旋鎖延遲值為T₂-T₁。

3.如權利要求1所述的動態時間片調度方法，其特征在于，步驟(4.1)所述根據自旋鎖的變化趨勢動態調整調度時間片的過程具體如下：

(4.1.1)在包含本調度周期在內的連續N個調度周期里，判斷自旋鎖延遲值是否為0，若是，則進入步驟(4.1.4)；若否，則進入步驟(4.1.2)；

(4.1.2)判斷上個調度周期的自旋鎖延遲是否小于本周期的自旋鎖延遲，若是，則進入步驟(4.1.5)；若否，則進入步驟(4.1.3)；

(4.1.3)判斷前N個調度周期的自旋鎖延遲是否隨著調度時間片的減少而下降，若是，進入步驟(4.1.5)；若否，則進入步驟(4.1.6)；

(4.1.4)在上一個調度周期的調度時間片的基礎上增加一個單位的時間片作為新的調度時間片；

(4.1.5)在上一個調度周期的調度時間片的基礎上減少一個單位的時間片作為新的調度時間片；

(4.1.6)調度時間片大小在上一個調度周期的調度時間片的基礎上保持不變。

4.一種云計算環境下面向并行應用的動態時間片調度系統，其特征在于，包括自旋鎖延遲采樣模塊、通信模塊、自旋鎖延遲統計模塊和動態時間片調度模塊；

所述自旋鎖延遲采樣模塊用于在虛擬機啟動時監控虛擬機內核中自旋鎖操作是否產生忙等待，并在忙等待時記錄自旋鎖延遲信息；

所述通信模塊用于將采集到的自旋鎖延遲信息從虛擬機內核傳遞到虛擬機監視器；

所述自旋鎖延遲統計模塊用于統計各調度周期內監控到的自旋鎖延遲信息，并獲取自旋鎖延遲平均值；

所述動態時間片調度模塊用于根據統計到的自旋鎖延遲信息獲取各虛擬機的調度時間片；取其中一個調度時間片并將其設置為各虛擬機統一的調度時間片；

所述動態時間片調度模塊用于識別自旋鎖延遲的變化趨勢，并根據自旋鎖延遲的變化趨勢動態調整調度時間片：當自旋鎖延遲增加時減少虛擬機的調度時間片，當自旋鎖延遲減少時增加虛擬機的調度時間片；以及獲取所有運行并行應用的虛擬機的調度時間片；在所有并行應用虛擬機的調度時間片的值中取最小值，將該最小值作為虛擬機的統一調度時間片。

5.如權利要求4所述的動態時間片調度系統，其特征在于，所述動態時間片調度模塊包括時間片計算模塊、時間片選擇模塊和時間片設定模塊；

所述時間片計算模塊用于根據監控到的自旋鎖信息獲取虛擬機的調度時間片；

所述時間片選擇模塊用于根據所有虛擬機的調度時間片獲取并行應用虛擬機的統一的調度時間片；

所述時間片設定模塊用于根據統一的調度時間片設定各虛擬機的調度時間片。