一种VCPU切换方法和物理主机技术

本发明专利技术实施例公开了一种VCPU切换方法及物理主机。所述物理主机包括至少一个VCPU队列，每一个VCPU队列包括至少一个VCPU，且所述至少一个VCPU队列由至少一个线程来管理；所述方法包括：保存第一VCPU的状态，所述第一VCPU为当前运行的VCPU；从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，所述第二VCPU为待运行VCPU；恢复所述第二VCPU的状态。本发明专利技术实施例所提供的技术方案，省略了常规VCPU切换中线程切换的过程，从而能够节省大量的时间消耗，提高VCPU切换效率。

【技术实现步骤摘要】
一种VCPU切换方法和物理主机
本专利技术涉及计算机虚拟化
，尤其涉及一种VCPU切换方法和物理主机。
技术介绍
虚拟化指在物理设备上，通过空间上的分割以及时间上的分时和模拟，将物理机器上的一份资源抽象成多份。虚拟机(VirtualMachine)是由虚拟化层提供的独立虚拟计算机系统，每个虚拟机都拥有自己的虚拟硬件，包括CPU、内存和IO(Input/Output，输入/输出)设备等，通过虚拟化层的模拟，虚拟机在上层软件看来，就是一个真实的物理设备。虚拟化层一般称为虚拟机监控器(VirtualMachineMonitor，VMM)。在VMM虚拟化机器硬件资源的过程中，CPU虚拟化是最为重要的一个环节。CPU虚拟化为每个虚拟机创建一个或者多个VCPU(VirtualCPU，即VCPU)，多个VCPU分时复用/空间复用物理CPU。VMM为多个VCPU分配时间片/空间并维护所有VCPU的状态，当一个VCPU的时间片/空间用完需要切换时，要保存当前运行VCPU的状态，并恢复目标VCPU(将要切换到的VCPU)的状态，也就是将目标VCPU的状态载入物理CPU。VCPU的状态指VCPU的上下文，所述上下文指某一时间点VCPU在寄存器和程序计数器的内容。CPU虚拟化将每个VCPU与一个HostOS(主机操作系统，即物理设备自身的操作系统)线程一一对应，由HostOS线程来调用VCPU。图1为现有技术VCPU切换过程示例图，当需要从一个VCPU(设为VCPUA)切换至另一个VCPU(设为VCPUB)时，先将VCPUA的状态保存在内存；然后HostOS根据线程调度算法将VCPUA对应的线程切换至另一个与VCPU对应的线程，这样被切换到的线程对应的VCPU便自然成为目标VCPU(VCPUB)；再检索VCPUB的上下文并将其上下文恢复。图1所示示例基于LINUX系统的KVM(Kernel-basedVirtualMachine，基于内核的虚拟机)，其中，程序A对应VCPUA，程序B对应VCPUB，程序在GUEST侧，线程在HOST侧。因此，VCPU的切换过程既包括保存VCPUA状态和恢复VCPUB状态的时间，还包括HostOS线程的切换时间，而HostOS线程的切换时间通常很长，而且HostOS线程的切换由HostOS的线程调度策略管理，使得切换时延受限于HostOS的线程调度框架和调度算法，从而导致VCPU切换的效率低、时间开销大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种VCPU切换方法和物理主机，以解决现有技术中VCPU切换效率低的问题。第一方面，本专利技术实施例提供一种VCPU切换方法，所述方法应用于运行有至少一个VCPU的物理主机，所述物理主机包括至少一个VCPU队列，每一个VCPU队列包括至少一个VCPU，且所述至少一个VCPU队列由至少一个线程来管理；所述方法包括：保存第一VCPU的状态，所述第一VCPU为当前运行的VCPU；从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，所述第二VCPU为待运行VCPU；恢复所述第二VCPU的状态。所述方法由所述线程执行，所述线程与VCPU队列绑定。所述方法不需切换线程，而是线程从绑定的VCPU队列中确定一个目标VCPU，也就是第二VCPU，然后保存当前运行VCPU的状态，恢复目标VCPU的状态，完成VCPU的切换，从而大大减少VCPU切换的时延，提高VCPU切换效率。在一种可能的设计中，所述从所述第一VCPU所在VCPU的队列中确定第二VCPU，包括：若所述第一VCPU所在的VCPU队列中存在待运行VCPU，选取一个所述待运行VCPU为所述第二VCPU；若所述第一VCPU所在的VCPU队列中不存在待运行VCPU，则从其他VCPU队列中选取一待运行VCPU，将所选取的待运行VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中，所述选取的待运行VCPU为所述第二VCPU。在一种可能的设计中，所述从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，包括：若存在优先级高于所述第一VCPU所在的VCPU队列中所有待运行VCPU的优选待运行VCPU，则从所述优选待运行VCPU中选择其一作为被选VCPU，并将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中，所述被选VCPU为所述第二VCPU；若不存在所述优选待运行VCPU，选取所述第一VCPU所在的VCPU队列中的一个待运行VCPU为所述第二VCPU。VCPU的优先级在VCPU创建时设定，优先级高的VCPU先使用。具体地，在一种可能的设计中，所述从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，可以包括：判断所述第一VCPU所在的VCPU队列中是否存在待运行VCPU；若所述第一VCPU所在的VCPU队列中存在待运行VCPU，判断所述第一VCPU所在的VCPU队列之外的其他VCPU队列中，是否存在优先级高于所述第一VCPU所在VCPU队列中所有待运行VCPU的优选待运行VCPU；若存在所述优选待运行VCPU，从所述优选待运行VCPU中选取其一作为被选VCPU，并将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中，所述被选VCPU为所述第二VCPU；若不存在所述优选待运行VCPU，选取一个所述待运行为所述第二VCPU；若所述第一VCPU所在的VCPU队列中不存在待运行VCPU，则从其他VCPU队列中选取一待运行VCPU，将所选取的待运行VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中，所选取的待运行VCPU为目标VCPU。在一种可能的设计中，若所述第一VCPU所在的VCPU队列中存在待运行VCPU，所述选取一个所述待运行VCPU为所述第二VCPU，包括：随机选取所述待运行VCPU其中之一为所述第二VCPU；或者选取所述待运行VCPU中优先级最高的VCPU为所述第二VCPU；或者选取最先进入所述VCPU队列的待运行VCPU为所述第二VCPU，这样可以方式VCPU空闲时间过长。在一种可能的设计中，若存在所述优选待运行VCPU，在将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中之前，还包括：若所述第一VCPU所在的VCPU队列已满，移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外的一个或多个VCPU；若所述第一VCPU所在的VCPU队列未满，将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU对应的VCPU队列中。从而防止因为所述VCPU队列已满而不能使用比所述VCPU队列中所有VCPU优先级更高的VCPU。在一种可能的设计中，所述移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外的一个或多个VCPU，包括：随机移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外的一个或多个VCPU；或者，移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外优先级最低的一个VCPU；或者，移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外优先级最低的多个VCPU；其中，所述移除为删除VCPU或者将VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列之外的其他VCPU队列中，所述其他VCPU队列为未满的VCPU队列。在一种可能的设计中，为避免VCPU队列之间的不均衡，也就是某些VCPU队列中的VCPU过多而另一些VCPU队列中的VCPU过少，使得某些VCP本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种虚拟中央处理器VCPU切换方法，应用于运行有至少一个VCPU的物理主机，其特征在于，所述物理主机包括至少一个VCPU队列，每一个VCPU队列包括至少一个VCPU，且所述至少一个VCPU队列由至少一个线程来管理；所述方法包括：保存第一VCPU的状态，所述第一VCPU为当前运行的VCPU；从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，所述第二VCPU为待运行VCPU；恢复所述第二VCPU的状态。

【技术特征摘要】
1.一种虚拟中央处理器VCPU切换方法，应用于运行有至少一个VCPU的物理主机，其特征在于，所述物理主机包括至少一个VCPU队列，每一个VCPU队列包括至少一个VCPU，且所述至少一个VCPU队列由至少一个线程来管理；所述方法包括：保存第一VCPU的状态，所述第一VCPU为当前运行的VCPU；从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，所述第二VCPU为待运行VCPU；恢复所述第二VCPU的状态。2.如权利要求1所述的VCPU切换方法，其特征在于，所述从所述第一VCPU所在VCPU的队列中确定第二VCPU，包括：若所述第一VCPU所在的VCPU队列中存在待运行VCPU，选取一个所述待运行VCPU为所述第二VCPU；若所述第一VCPU所在的VCPU队列中不存在待运行VCPU，则从其他VCPU队列中选取一待运行VCPU，将所选取的待运行VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中，所述选取的待运行VCPU为所述第二VCPU。3.如权利要求1所述的VCPU切换方法，其特征在于，所述从所述第一VCPU所在的VCPU队列中确定第二VCPU，包括：若存在优先级高于所述第一VCPU所在的VCPU队列中所有待运行VCPU的优选待运行VCPU，则从所述优选待运行VCPU中选择其一作为被选VCPU，并将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中，所述被选VCPU为所述第二VCPU；若不存在所述优选待运行VCPU，选取所述第一VCPU所在的VCPU队列中的一个待运行VCPU为所述第二VCPU。4.如权利要求2所述的VCPU切换方法，其特征在于，若所述第一VCPU所在的VCPU队列中存在待运行VCPU，所述选取一个所述待运行VCPU为所述第二VCPU，包括：随机选取所述待运行VCPU其中之一为所述第二VCPU；或者选取所述待运行VCPU中优先级最高的VCPU为所述第二VCPU；或者选取最先进入所述VCPU队列的待运行VCPU为所述第二VCPU。5.如权利要求3所述的VCPU切换方法，其特征在于，若存在所述优选待运行VCPU，在将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列中之前，还包括：若所述第一VCPU所在的VCPU队列已满，移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外的一个或多个VCPU；若所述第一VCPU所在的VCPU队列未满，将所述被选VCPU迁移至所述第一VCPU对应的VCPU队列中。6.如权利要求5所述的VCPU切换方法，其特征在于，所述移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外的一个或多个VCPU，包括：随机移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外的一个或多个VCPU；或者，移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外优先级最低的一个VCPU；或者，移除所述VCPU队列中除所述第一VCPU之外优先级最低的多个VCPU；其中，所述移除为删除VCPU或者将VCPU迁移至所述第一VCPU所在的VCPU队列之外的其他VCPU队列中，所述其他VCPU队列为未满的VCPU队列。7.如权利要求1所述的VCPU切换方法，其特征在于，还包括：若存在VCPU数小于预设下限的空闲VCPU队列，且存在VCPU数大于预设上限的忙碌VCPU队列，选取所述忙碌VCPU队列中的n个待运行VCPU；将选取的n个待运行VCPU迁移至所述空闲VCPU队列中；其中，n等于所述忙碌VCPU队列中VCPU的个数减去所述预设上限。8.如权利要求7所述的VCPU切换方法，其特征在于，所述选取所述忙碌VCPU队列中的n个待运行VCPU，包括：随机选取所述忙碌VCPU队列中的n个待运行VCPU；或者，按所述忙碌VCPU队列中待运行VCPU优先级从大到小的顺序，截取前n个待运行VCPU。9.一种物理主机，包括：硬件层，运行在所述硬件层之上的虚拟机监视器VMM，以及运行在所述VMM上的虚拟机，所述硬件层包括至少一个处理器和存储设备，所述VMM包括至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴启翾，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44