CN110580195A - 一种基于内存热插拔的内存分配方法和装置 - Google Patents

一种基于内存热插拔的内存分配方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于内存热插拔的内存分配方法，用于实时对运行在宿主机上的云主机进行内存分配，该方法包括：条件获取步骤，设定各云主机的内存调整限制条件；热插拔指令生成步骤，实时获取各云主机的实际内存和用户函数所需内存，确定内存调整量，生成内存热插拔指令；热插拔指令执行步骤，在满足内存调整限制条件下，执行内存热插拔指令；热插拔指令调整步骤，实时监控各云主机在热插拔指令执行步骤前后实际内存的变化，如果无变化，则减小内存调整量，重新生成内存热插拔指令，再执行热插拔指令执行步骤。与现有技术相比，本发明具有内存使用效率高、简单高效和分配合理可靠等优点。

Description

一种基于内存热插拔的内存分配方法和装置
技术领域
本发明涉及存储领域，尤其是涉及一种基于内存热插拔的内存分配方法和装置。
背景技术
目前，无服务器(serverless)计算技术，是新一代云服务和开发架构的实现，函数即服务(functions as a service，FaaS)是无服务器计算技术的一种业务类型，其中，函数服务(function stage)是无服务器计算技术的核心技术，支持多种语言的函数的在线编辑和运行，可以使得同一个宿主机中运行多个函数。
在无服务计算技术中，占用的内存资源少、函数启动快是两个关键指标。为了提高函数服务技术的上述性能，目前提供了一种内存气球技术，该技术虽然能做到不重启函数服务就能实现按要求灵活调整内存大小的功能。
公开号为CN109324893A的发明采用内存气球技术，提供了一种分配内存的方法。该方法包括：生成描述用于搭载虚拟机或容器的运行载体的镜像文件；基于该镜像文件部署该运行载体中部署供该运行载体使用的内存气球；随后，根据用户输入的运行函数的请求确定运行该函数需要的内存大小，从而，基于该内存气球分配供该函数运行的内存。这样，根据函数运行中需要的内存大小，使用内存气球按需分配内存。
但采用内存气球技术存在一个大的缺陷，即需要系统预留许多内存供内存气球使用，当有新的函数服务需要启动时，会在总内存还剩余较多的情况下，发生内存不够的现象(因为大量内存被内存气球占用)。
因此，需要提供一种技术，在保留内存资源配置的灵活性的情况下，提高内存的使用效率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于内存热插拔的内存分配方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于内存热插拔的内存分配方法，用于实时对运行在宿主机上的云主机进行内存分配，该方法包括：
条件获取步骤，设定各云主机的内存调整限制条件；
热插拔指令生成步骤，实时获取各云主机的实际内存和用户函数所需内存，确定内存调整量，生成内存热插拔指令；
热插拔指令执行步骤，在满足内存调整限制条件下，执行内存热插拔指令；
热插拔指令调整步骤，实时监控各云主机在热插拔指令执行步骤前后实际内存的变化，如果无变化，则减小内存调整量，重新生成内存热插拔指令，再执行热插拔指令执行步骤。通过监控热插拔指令执行步骤前后内存变化，对内存调整量进行调整，更加简单快捷地使得内存分配达到最优。
进一步地，所述内存调整限制条件包括内存上限和内存条槽数限制。设定内存上限，保证了内存资源在各云主机间的合理分配；设定内存条槽数限制，防止热插拔指令所需的内存条槽数超过实际能支持的内存条槽数，造成报错，提高了本方法的可靠性。
进一步地，所述热插拔指令执行步骤具体为：
若内存热插拔指令为热插指令，则在满足内存上限和内存条槽数限制的条件下执行热插指令；
若内存热插拔指令为热拔指令，则在满足内存条槽数限制的条件下执行热拔指令。
进一步地，所述内存热插拔指令包括云主机的ID信息，以确定被执行内存热插拔指令的对象云主机。
进一步地，所述热插拔指令生成步骤中确定内存调整量，生成内存热插拔指令具体为：
若云主机用户函数所需内存高于实际内存，则将内存量高出部分设为内存调整量，基于内存调整量生成内存热插指令；
若云主机用户函数所需内存低于实际内存，则将内存量低出部分设为内存调整量，基于内存调整量生成内存热拔指令。
进一步地，所述内存调整量保存在预创建的内存描述文件中。
进一步地，所述热插拔指令执行步骤运行在宿主机中。
进一步地，所述内存分配方法还包括循环执行步骤，依次循环执行热插拔指令生成步骤、热插拔指令执行步骤和热插拔指令调整步骤。
一种基于内存热插拔的内存分配装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，处理器调用所述计算机程序执行所述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用热插拔技术对运行在宿主机上的云主机进行内存分配，不需要预留内存，在保证了内存资源配置的灵活性的情况下，提高内存的使用效率。
(2)本发明对热插拔指令中内存调整量的确定，首先将云主机实际内存与所需内存的差值作为内存调整量，然后根据热插拔指令执行前后云主机内存变化，对内存调整量进行不断调整，达到最优值，不需要大量的计算来确定内存调整量，更加简单有效。
(3)本发明设定内存上限，保证了内存资源在各云主机间的合理分配；设定内存条槽数限制，防止热插拔指令所需的内存条槽数超过实际能支持的内存条槽数，造成报错，提高了本发明方法的可靠性。
附图说明
图1为本发明基于内存热插拔的内存分配方法的流程示意图；
图2为本发明宿主机、云主机和用户函数的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
本实施例提供一种基于内存热插拔的内存分配方法，该方法包括：
条件获取步骤，设定各云主机的内存上限和内存条槽数限制。设定内存上限，保证了内存资源在各云主机间的合理分配；设定内存条槽数限制，防止热插拔指令所需的内存条槽数超过实际能支持的内存条槽数，造成报错，提高了本方法的可靠性。
热插拔指令生成步骤，实时获取各云主机的实际内存和用户函数所需内存，若云主机用户函数所需内存高于实际内存，则将内存量高出部分设为内存调整量，基于内存调整量生成内存热插指令；
若云主机用户函数所需内存低于实际内存，则将内存量低出部分设为内存调整量，基于内存调整量生成内存热拔指令；
内存热插拔指令还包括云主机的ID信息，以确定被执行内存热插拔指令的对象云主机。
热插拔指令执行步骤，若内存热插拔指令为热插指令，则在满足内存上限和内存条槽数限制的条件下执行热插指令；
若内存热插拔指令为热拔指令，则在满足内存条槽数限制的条件下执行热拔指令。
热插拔指令调整步骤，实时监控各云主机在热插拔指令执行步骤前后实际内存的变化，如果无变化，则减小内存调整量，重新生成内存热插拔指令，再执行热插拔指令执行步骤。通过监控热插拔指令执行步骤前后内存变化，对内存调整量进行调整，更加简单快捷地使得内存分配达到最优。
循环执行步骤，依次循环执行热插拔指令生成步骤、热插拔指令执行步骤和热插拔指令调整步骤。
内存调整量保存在预创建的内存描述文件中。
热插拔指令执行步骤运行在宿主机中。
在某些实施例中，还提供一种基于内存热插拔的内存分配装置，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，处理器调用所述计算机程序执行上述方法的步骤。
实施例2
如图1所示，本实施例方法涉及的是运行在宿主机上的一系列云主机，用户函数运行在云主机中运行。假设用户函数#1所在的云主机#1需要在运行时实时调整内存(包括增加或者减少内存)，
如图2所示，采用本实施例的内存分配方法步骤如下：
S1：在宿主机中创建内存热插拔的XML文件，描述内存的用量，这些内存可以用来挂载到客户的云主机中；
S2：查看待调整内存的客户云主机的内存；
S3：以客户云主机的ID和XML文件作为参数，到宿主机中运行virtsh命令以执行内存热插拔；
S4：根据命令的返回结果查看是否执行成果；
S5：若执行成功，则到目标云主机中确认内存已经增加或减少，若调整不成功，则减少XML中的内存量，再次执行步骤S3至步骤S5。
实施例3
本实施例为一种基于内存热插拔的内存分配方法，用在libvirt管理的KVM虚拟化平台中做内存的实时调整，包括以下步骤：
1)在宿主机上通过XML文件指定虚拟机的最大内存上限N，该XML文件可采用attach.xml，attach.xml的具体内容如下：
<memory model＝'dimm'>
<target>
<size unit＝'KiB'>N</size>
<node>0</node>
</target>
</memory>
2)云平台环境中包含一个虚拟机管理器。虚拟机管理器根据内存监控数据触发虚拟机的内存热插拔指令；
3)虚拟机管理器发送虚拟机内存热插(hot plug)指令至虚拟机所在的物理机，包含虚拟机的唯一表示ID信息和虚拟机内存需要增加的内存大小(设定为N)信息。
4)虚拟机所在的物理机接收虚拟机管理器的内存热插(hotplug)指令，提取虚拟机的ID信息和内存热插大小N，同时检查虚拟机的现有内存(currentMemory)和最大内存上限(Maxmemory)以及剩余的虚拟插槽个数(slots)。检查是否满足如下条件：
4.1)虚拟机现有内存与需要热插的内存大小之和小于虚拟机的最大内存上限，即currentMemory+N<Maxmeory；
4.2)虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于1，即slots>1；
如果满足上述条件，则虚拟机所在物理机执行热插指令，为所述虚拟机添加虚拟内存块，并在虚拟机内自动上线使用，热插指令详情如下：
virsh attach-deivce<instance-ID>attach.xml--live
5)虚拟机管理器发送虚拟机内存热拔(hot unplug)指令至虚拟机所在的物理机，包含虚拟机的唯一表示ID信息和虚拟机内存需要减少的内存大小(设定为N)信息，注意，内存热拔的大小N必须与内存热插指令中指定的内存大小N一致。如果之前没有执行过内存“热插”指令的虚拟机，不支持内存“热拔”指令。
6)虚拟机所在的物理机接收虚拟机管理器的内存热拔(hot unplug)指令，提取虚拟机的ID信息和内存热拔大小N，同时检查虚拟机的现有上线的内存卡槽以及每个上线内存卡槽的内存大小，假设虚拟机现有m个上线的内存卡槽，它们对应的内存大小记为N1，…,Nm。检查是否满足如下条件：
6.1)虚拟机现有上线的内存卡槽个数大于1，即m>1；
6.2)存在一个内存卡槽满足Ni＝N，其中1<i<m；
如果满足上述条件，则虚拟机所在物理机执行热拔(hot unplug)指令，为所述虚拟机移除虚拟内存块，并在虚拟机内自动生效，热拔指令详情如下：
virsh detach-device<instance-ID>attach.xml--live
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种基于内存热插拔的内存分配方法，用于实时对运行在宿主机上的云主机进行内存分配，其特征在于，该方法包括：
条件获取步骤，设定各云主机的内存调整限制条件；
热插拔指令生成步骤，实时获取各云主机的实际内存和用户函数所需内存，确定内存调整量，生成内存热插拔指令；
热插拔指令执行步骤，在满足内存调整限制条件下，执行内存热插拔指令；
热插拔指令调整步骤，实时监控各云主机在热插拔指令执行步骤前后实际内存的变化，如果无变化，则减小内存调整量，重新生成内存热插拔指令，再执行热插拔指令执行步骤。
2.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述内存调整限制条件包括内存上限和内存条槽数限制。
3.根据权利要求2所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述热插拔指令执行步骤具体为：
若内存热插拔指令为热插指令，则在满足内存上限和内存条槽数限制的条件下执行热插指令；
若内存热插拔指令为热拔指令，则在满足内存条槽数限制的条件下执行热拔指令。
4.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述内存热插拔指令包括云主机的ID信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述热插拔指令生成步骤中确定内存调整量，生成内存热插拔指令具体为：
若云主机用户函数所需内存高于实际内存，则将内存量高出部分设为内存调整量，基于内存调整量生成内存热插指令；
若云主机用户函数所需内存低于实际内存，则将内存量低出部分设为内存调整量，基于内存调整量生成内存热拔指令。
6.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述内存调整量保存在预创建的内存描述文件中。
7.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述热插拔指令执行步骤运行在宿主机中。
8.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔的内存分配方法，其特征在于，所述内存分配方法还包括循环执行步骤，依次循环执行热插拔指令生成步骤、热插拔指令执行步骤和热插拔指令调整步骤。
9.一种基于内存热插拔的内存分配装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，处理器调用所述计算机程序执行如权利要求1～8任一所述的方法的步骤。
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