[发明专利]一种基于细粒度的内存分配方法

摘要

本发明公开了一种基于细粒度的内存分配方法，特征是采取虚拟机类型的探测、虚拟机内页面类型的探测、细粒度的差异化页面分配策略和访存感知的内存动态分配策略。由于对虚拟机的类型进行了区分，使得I/O密集型和计算密集型的虚拟机使用的页面都是小页，与系统默认为虚拟机分配大页的策略相比，缓解了内存膨胀，降低了内存分配开销，提高了内存重删率；同时对于访存密集型虚拟机，将其匿名页分配为大页，可以保持较高的访存性能，而将访存密集型虚拟机的Page Cache页和内核页分配为小页，与系统默认分配大页的策略相比，缓解了内存膨胀，降低了内存分配开销，提高了内存重删率，尽可能地降低了系统性能的损失。

主权项

1.一种基于细粒度的内存分配方法，其特征在于包括以下步骤：第一步：虚拟机类型的探测针对所有运行的虚拟机，通过硬件性能计数器获取虚拟机的内存带宽，通过截获虚拟机输入/输出的访问路径，获取虚拟机的I/O访问频率；设定一个范围在[0,N]的阀值T1表示内存带宽，设定一个范围在[0,N]的阀值T2表示I/O访问频率，依据T1和T2这两个阈值将虚拟机分为三种类型：将内存带宽大于等于T1且I/O访问频率小于T2的虚拟机标记为访存密集型虚拟机；将内存带宽大于等于T1且I/O访问频率大于等于T2的虚拟机标记为I/O密集型虚拟机；将内存带宽小于T1且I/O访问频率小于T2的虚拟机标记为计算密集型虚拟机；第二步：虚拟机页面类型的探测针对虚拟机运行过程中占用的内存，将虚拟机内使用的内存分为三个类型：通过截获虚拟机输入/输出的访问路径，在文件系统层，将虚拟机I/O请求的目标页标记为虚拟机的页高速缓存页；根据Linux内存系统的管理方式，在虚拟机内存地址映射层，将虚拟机物理地址前1GB的页面标记为虚拟机的内核页；将虚拟机使用的剩余页面标记为虚拟机的匿名页；第三步：细粒度的差异化页面分配策略对于被标记为I/O密集型或计算密集型的虚拟机，在分配内存的时候，统一为这些虚拟机内存分配小页；针对访存密集型虚拟机，对于它的Page Cache页和内核页这两个类型的页面分配小页，而对于访存密集型虚拟机的匿名页分配大页；第四步：访存感知的内存动态分配策略对于被标记为I/O密集型或计算密集型的虚拟机，如果这些虚拟机的类型转变为访存密集型，则将这些虚拟机的匿名页由小页转换为大页；对于被标记为访存密集型的虚拟机，如果这些虚拟机的类型转变为I/O密集型或计算密集型，则将这些虚拟机的匿名页由大页转换为小页。