[發明專利]一種基于并行應用階段檢測的虛擬時間片調度方法及系統

有效

• 申請號: 201710290453.6
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107193631B
• 公開（公告）日: 2019-09-13
• 發明（設計）人: 金海;吳松;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;G06F9/48;G06F9/50
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智;曹葆青

1.一種基于并行應用階段檢測的虛擬時間片調度方法，其特征在于，包括：

S1、對于每個虛擬機，采集當前采樣周期T內所述虛擬機中各虛擬CPU的緩存缺失信息，依據所述緩存缺失信息統計所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率，其中T為第一預設值；

S2、計算所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率與所述虛擬機的N個歷史采樣周期的平均緩存缺失率的比值，根據該比值確定并行應用是處于穩定狀態還是不穩定狀態，僅在所述并行應用處于穩定狀態時，根據所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率，確定所述虛擬機中運行的并行應用處于計算階段還是通信階段，其中，N為第二預設值；

S3、確定所述并行應用所處的執行階段后，采取與所述執行階段對應的時間片調度策略。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S1包括如下子步驟：

S1.1、對于每個虛擬機，采集當前采樣周期T內所述虛擬機中各虛擬CPU的三級緩存缺失次數和指令執行數量，將所述各虛擬CPU的三級緩存缺失次數求和得到所述虛擬機的總體緩存缺失次數，將所述各虛擬CPU的指令執行數量求和得到所述虛擬機的總體指令執行數量；

S1.2、由公式miss_rate_curr＝α×總體緩存缺失次數/總體指令執行數量，計算所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率，其中α為第三預設值。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，步驟S2包括如下子步驟：

S2.1、采用滑動窗口保存所述虛擬機在N個歷史采樣周期內的采樣數據，其中，所述采樣數據包括虛擬CPU的緩存缺失次數和指令執行數量；

S2.2、根據所述窗口中的采樣數據計算所述窗口的平均緩存缺失次數與平均指令執行數量，并由公式miss_rate_window＝α×平均緩存缺失次數/平均指令執行數量，計算所述窗口的平均緩存缺失率；

S2.3、由公式計算所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率與所述窗口的平均緩存缺失率的相對變化；

S2.4、若δ在[1-ε，1+ε]之間，則表示所述并行應用進入穩定狀態，并根據所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率確定所述并行應用處于計算階段還是通信階段，其中ε為第四預設值；

S2.5、若δ不在[1-ε，1+ε]之間，則表示所述并行應用不再處于穩定狀態，將所述窗口中的數據全部移除并重置所述窗口大小。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述虛擬機在當前采樣周期T內的緩存缺失率確定所述并行應用處于計算階段還是通信階段，包括：若miss_rate_curr大于θ，則確定所述并行應用處于計算階段，若miss_rate_curr不大于θ，則確定所述并行應用處于通信階段，其中θ為第五預設值。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟S3包括如下子步驟：

S3.1、若所述并行應用處于通信階段，則判斷上個采樣周期的虛擬機時間片是否大于預設軟邊界；若所述并行應用處于計算階段，則相對于上個采樣周期線性增加虛擬機時間片作為當前采樣周期的虛擬機時間片；

S3.2、若上個采樣周期的虛擬機時間片大于所述預設軟邊界，則相對于上個采樣周期采用指數式減小方法減小虛擬機時間片作為當前采樣周期的虛擬機時間片，否則，判斷上個采樣周期的虛擬機時間片是否大于預設硬邊界；

S3.3、若上個采樣周期的虛擬機時間片大于所述預設硬邊界，則相對于上個采樣周期線性減小虛擬機時間片作為當前采樣周期的虛擬機時間片，否則將當前采樣周期的虛擬機時間片設置為所述預設硬邊界。