本发明专利技术涉及一种基于双实时内核的业务处理方法、系统、设备及介质。本申请构建实时Linux内核与实时虚拟机监控器内核，实时Linux内核与实时虚拟机监控器内核之间建立消息共享通道；根据预设的多维任务调度策略和预设的资源分配与隔离策略，所述实时Linux内核负责操作系统层面的系统业务进程调度和资源分配，所述实时虚拟机监控器内核负责虚拟机业务的调度、设备模拟和资源的分配。通过双实时内核将任务调度分离，能有效提高任务调度的效率。通过优化的多维任务调度策略和资源分配与隔离策略控制任务调度，结合硬件优化改善系统业务和/或虚拟机业务中实时任务的调度延时和抖动。本申请提供基于方法的系统设备和介质同样能够实现上述效果。能够实现上述效果。能够实现上述效果。
【技术实现步骤摘要】
一种基于双实时内核的业务处理方法、系统、设备及介质
[0001]本专利技术涉及虚拟化操作系统优化领域，尤其涉及一种基于双实时内核的业务处理方法、系统、设备及介质。
技术介绍
[0002]随着云计算的蓬勃发展，性能敏感业务将越来越多迁移到虚拟化操作系统之上，虚拟化操作系统普遍采用普通内核，普通内核为了系统运行任务高吞吐考虑，任务调度只发生在系统调用和中断返回，这种方式导致任务的处理效率慢，无法满足时延敏感性实时任务的需求。
[0003]当前为了优化敏感业务的处理效率，有些虚拟化操作系统采用实时调度设计，实时调度的任务相比普通任务具有更高的优先级，能够相较普通任务优先执行。然而，对于更高延时敏感要求的业务，通过实时调度来处理实时任务的延时降低效果仍不理想，且容易受中断影响导致延时抖动范围很大，不稳定。
技术实现思路
[0004]为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于双实时内核的业务处理方法、系统、设备及介质。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种基于双实时内核的业务处理方法，包括：将Linux内核和虚拟机监控器内核修改为实时内核，在实时Linux内核与实时虚拟机监控器内核之间建立消息共享通道；根据预设的多维任务调度策略和预设的资源分配与隔离策略，所述实时Linux内核负责操作系统层面的系统业务进程调度和资源分配，所述实时虚拟机监控器内核负责虚拟机业务的调度、设备模拟和资源的分配；其中，所述实时Linux内核响应于所述虚拟机监控器实时内核请求通过所述消息共享通道提供所述虚拟机监控器实时内核依赖的内存管理和事件通知，所述实时Linux内核通过所述消息通道向所述虚拟机监控器实时内核发送虚拟机操作管理通知。
[0006]更进一步地，所述多维任务调度策略包括：通过中断例程线程化、同步机制和信号量可睡眠配合，实现内核全抢占任务调度模型；基于实时系统任务优先级继承与反转资源协调，进行资源互斥与任务阻塞协调。
[0007]更进一步地，所述内核全抢占任务调度模型通过中断例程线程化把现有的中断处理函数修改为唤醒中断的中断线程，给中断线程配置与其他线程一样的优先级，任何线程基于优先级高低进行任务调度；对于系统业务和/或虚拟机业务中的实时任务对应的线程，配置高于中断线程的优先级，实时任务能抢占中断线程以提高实时性。
[0008]更进一步地，所述内核全抢占任务调度模型通过同步机制和信号量可睡眠，使临界资源锁保护的临界资源区域可被抢占、可主动睡眠；进程使用实时互斥机制获取锁时，如果要获取锁已被占用，则将所述进程添加到等待队列，然后调用schedule进行调度；当临界资源被释放时，唤醒所述等待队列上的进程。
[0009]更进一步地，所述资源分配与隔离策略包括：
[0010]根据所述实时任务的任务量适应性地规划分配给实时任务的CPU资源，并将所述实时任务占用的硬件资源隔离免受其他任务影响；对于非实时任务，则最大化复用资源，进行分时调度。
[0011]更进一步地，针对系统非实时任务、系统实时任务、虚拟机监控器和虚拟机非实时任务、虚拟机监控器和虚拟机实时任务分配给不同的CPU处理并进行资源隔离；在资源隔离的基础上，将任务与所资源进行绑定，其中，系统任务按照范围进行模糊绑定，虚拟机监控器和虚拟机任务进行精确绑定。
[0012]更进一步地，给Linux操作系统内存配置双层大页。
[0013]更进一步地，结合硬件优化改善系统业务和/或虚拟机业务中实时任务的调度延时和抖动，所述硬件优化包括但不限于从硬件层面基于指令编码预期、分支预测、缓存预留和内存通道和频率优化提高处理性能，从硬件层面基于CPU电源管理优化、频率管理优化和降低核间中断唤醒延时提高处理性能。
[0014]第二方面，本专利技术提供一种基于双实时内核的任务处理系统，包括：双实时内核模块、多维任务调度策略模块、资源分配与隔离策略模块和硬件优化模块；
[0015]所述双实时内核模块提供实时Linux内核和实施虚拟机监控器内核，在实时Linux内核与实时虚拟机监控器内核之间建立消息共享通道；根据所述多维任务调度策略模块提供的多维任务调度策略和资源分配与隔离策略模块提供的资源分配与隔离策略，所述实时Linux内核负责操作系统层面的系统业务进程调度和资源分配，所述实时虚拟机监控器内核负责虚拟机业务的调度、设备模拟和资源的分配；其中，所述实时Linux内核响应于所述虚拟机监控器实时内核请求通过所述消息共享通道提供所述虚拟机监控器实时内核依赖的内存管理和事件通知，所述实时Linux内核通过所述消息通道向所述虚拟机监控器实时内核发送虚拟机操作管理通知；
[0016]所述硬件优化模块，用于通过硬件优化改善系统业务和/或虚拟机业务中实时任务的调度延时和抖动。
[0017]第三方面，本专利技术提供一种基于双实时内核的任务处理设备，包括：至少一处理单元、存储单元和总线单元，总线单元连接处理单元和存储单元，存储单元存储计算机程序，处理单元执行所述计算机程序实现所述的基于双实时内核的业务处理方法。
[0018]第四方面，本专利技术提供一种实现基于双实时内核的业务处理方法的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于双实时内核的业务处理方法。
[0019]本专利技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0020]本申请实现的虚拟化操作系统中，通过消息共享通道的实时Linux内核与实时虚拟机监控器内核，根据预设的多维任务调度策略和预设的资源分配与隔离策略所述实时Linux内核负责操作系统层面的系统业务进程调度和资源分配，所述实时虚拟机监控器内核负责虚拟机业务的调度、设备模拟和资源的分配。通过双实时内核将任务调度分离，能有效提高调度的效率。
[0021]所述多维任务调度策略中通过中断例程线程化把现有的中断处理函数修改为唤醒中断的中断线程，给中断线程配置与其他线程一样的优先级，任何线程基于优先级高低
进行任务调度；对于系统业务和/或虚拟机业务中的实时任务对应的线程，配置高于中断线程的优先级，实时任务能抢占中断线程以提高实时性避免中断导致实时任务的调度抖动。基于实时系统任务优先级继承与反转资源协调，进行资源互斥与任务阻塞协调，有效协调实时任务阻塞。
[0022]所述资源分配与隔离策略根据所述实时任务的任务量适应性地规划分配给实时任务的CPU资源，并将所述实时任务占用的硬件资源隔离免受其他任务影响；对于非实时任务，则最大化复用资源，进行分时调度。
[0023]结合硬件优化改善系统业务和/或虚拟机业务中实时任务的调度延时和抖动。
[0024]综上，能够充分的改善时延敏感的实时任务的调度处理，大幅度改善任务延时，避免中断影响导致时延抖动不稳定的问题。
附图说明
[0025]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本专利技术的实施例，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于双实时内核的业务处理方法，其特征在于，包括：将Linux内核和虚拟机监控器内核修改为实时内核，在实时Linux内核与实时虚拟机监控器内核之间建立消息共享通道；根据预设的多维任务调度策略和预设的资源分配与隔离策略，所述实时Linux内核负责操作系统层面的系统业务进程调度和资源分配，所述实时虚拟机监控器内核负责虚拟机业务的调度、设备模拟和资源的分配，优化改善系统业务和/或虚拟机业务中实时任务的调度延时和抖动；其中，所述实时Linux内核响应于所述虚拟机监控器实时内核请求通过所述消息共享通道提供所述虚拟机监控器实时内核依赖的内存管理和事件通知，所述实时Linux内核通过所述消息通道向所述虚拟机监控器实时内核发送虚拟机操作管理通知。2.根据权利要求1所述的基于双实时内核的业务处理方法，其特征在于，所述多维任务调度策略包括：通过中断例程线程化、同步机制和信号量可睡眠配合，实现内核全抢占任务调度模型；基于实时系统任务优先级继承与反转资源协调，进行资源互斥与任务阻塞协调。3.根据权利要求2所述的基于双实时内核的业务处理方法，其特征在于，所述内核全抢占任务调度模型通过中断例程线程化把现有的中断处理函数修改为唤醒中断的中断线程，给中断线程配置与其他线程一样的优先级，任何线程基于所述优先级高低进行任务调度；对于系统业务和/或虚拟机业务中的实时任务对应的线程，配置高于中断线程的优先级，实时任务能抢占中断线程以提高实时性。4.根据权利要求2所述的基于双实时内核的业务处理方法，其特征在于，所述内核全抢占任务调度模型通过同步机制和信号量可睡眠，使临界资源锁保护的临界资源区域可被抢占、可主动睡眠；进程使用实时互斥机制获取锁时，如果要获取锁已被占用，则将所述进程添加到等待队列，然后调用schedule进行调度；当临界资源被释放时，唤醒所述等待队列上的进程。5.根据权利要求1所述的基于双实时内核的业务处理方法，其特征在于，所述资源分配与隔离策略包括：根据所述实时任务的任务量适应性地规划分配给实时任务的CPU资源，并将所述实时任务占用的硬件资源隔离免受其他任务影响；对于非实时任务，则最大化复用资源，进行分时调度。6.根据权利要求5所述的基于双实时内核的业务处理方法，其特征在于，针对系...
【专利技术属性】
技术研发人员：王培辉，
申请(专利权)人：济南浪潮数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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