CN110633130B - 一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法和装置 - Google Patents

一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法和装置，所述方法包括信息获取步骤：启动虚拟机，获取虚拟机的待分配内存量和虚拟插槽个数；内存热插拔指令生成步骤：基于虚拟机待分配内存量，生成内存热插拔指令；条件判断步骤：判断虚拟机是否满足预建立的内存热插拔条件，如果是，则执行步骤内存热插拔指令执行步骤，否则结束；内存热插拔指令执行步骤：在虚拟机所在的物理机中执行内存热插拔指令，为虚拟机的虚拟插槽增加或移除内存块资源，并让该内存块资源自动上线或失效。与现有技术相比，本发明实现了按需添加或减少虚拟机的内存资源，且不影响虚拟机系统的稳定运行，具有可靠性高和稳定性高等优点。

Description

一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法和装置
技术领域
本发明涉及计算机领域，尤其是涉及一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法和装置。
背景技术
云计算平台作为一种基础服务平台，以虚拟机的形式为用户提供资源。在虚拟机的资源需求中，虚拟机的内存资源需求往往是一个变化的需求，根据虚拟机用户不同时间点的业务不同，虚拟机需要不同的内存资源。
因此需要一种方法能实现按需添加或者减少虚拟机的内存资源，而不影响虚拟机系统的稳定运行。
公开号为CN107783812A的发明提供的虚拟机内存管理方法及装置，通过获取虚拟机对内存块的需求量，从分配给虚拟机的总量内存块中，按照虚拟机的需求量为该虚拟机配置待使用内存块，为待使用内存块对应的用于管理物理内存页面的数组分配物理地址；所述为该虚拟机配置待使用内存块具体为，从分配给所述虚拟机的总量内存块中，选取处于空闲状态的第一目标内存块作为所述待使用内存块，并添加到所述虚拟机中。
该方法按照虚拟机的需求量，将虚拟机总量内存块中处于空闲状态的第一目标内存块添加到所述虚拟机中，受虚拟机总量内存块必须存在处于空闲状态的第一目标内存块的限制；在宿主机操作系统和虚拟机操作系统不一致的情况下，空闲状态的内存被占用却不能被宿主机或者其他虚拟机利用。
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技术的虚拟内存管理方法和装置。
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技术的虚拟内存管理方法，该方法包括以下步骤：
信息获取步骤：启动虚拟机，获取虚拟机的待分配内存量和虚拟插槽个数；
内存热插拔指令生成步骤：基于虚拟机待分配内存量，生成内存热插拔指令；
条件判断步骤：判断虚拟机是否满足预建立的内存热插拔条件，如果是，则执行步骤内存热插拔指令执行步骤，否则结束；
内存热插拔指令执行步骤：在虚拟机所在的物理机中执行内存热插拔指令，为虚拟机的虚拟插槽增加或移除内存块资源，并让该内存块资源自动上线或失效。
进一步地，所述信息获取步骤中，获取虚拟机待分配内存量具体为，获取虚拟机待增加的内存量或虚拟机待移除的内存量。
进一步地，所述内存热插拔指令生成步骤中，生成内存热插拔指令具体为，
若信息获取步骤获取的是虚拟机待增加的内存量，则基于该待增加的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热插指令；
若信息获取步骤获取的是虚拟机待移除的内存量，则基于该待移除的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热拔指令。
进一步地，所述内存热插拔条件包括内存热插限制条件和内存热拔限制条件，
若内存热插拔指令为内存热插指令，则判断虚拟机是否满足内存热插限制条件，
若内存热插拔指令为内存热拔指令，则判断虚拟机是否满足内存热拔限制条件。
进一步地，所述内存热拔限制条件包括虚拟机上线的虚拟插槽个数大于或等于一和上线的虚拟插槽中存在满足内存大小等于内存热拔指令中指定内存大小的虚拟插槽。通过上述限定保证热拔指令能顺利执行。
进一步地，所述内存热插限制条件包括虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于一。
进一步地，所述条件判断步骤还包括设定虚拟机的最大内存上限，所述内存热插限制条件包括低于虚拟机最大内存上限和虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于一。通过设定虚拟机最大内存上限条件，保证了资源的合理分配。
一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理装置，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)本发明通过内存热插拔技术，实现按需添加或减少虚拟机的内存资源，不受虚拟机总量内存块存在空闲第一目标内存块的限制，并且不影响虚拟机系统的稳定运行。
(2)本发明预建立的内存热插拔条件，能保证内存热插拔指令的稳定运行；通过设定虚拟机最大内存上限条件，保证了资源的合理分配；通过确保虚拟机上有足够的虚拟插槽数，提高了本发明方法的可靠性。
附图说明
图1为本发明方法的流程示意图；
图2为本发明实施例3的虚拟机管理器结构示意图。
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
本实施例为一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法，该方法包括以下步骤：
1、信息获取步骤：启动虚拟机，获取虚拟机的待分配内存量、虚拟插槽个数和最大内存上限；获取虚拟机待分配内存量具体为，获取虚拟机待增加的内存量或虚拟机待移除的内存量。
2、内存热插拔指令生成步骤：基于虚拟机待分配内存量，生成内存热插拔指令；
生成内存热插拔指令具体为，若信息获取步骤获取的是虚拟机待增加的内存量，则基于该待增加的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热插指令；若信息获取步骤获取的是虚拟机待移除的内存量，则基于该待移除的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热拔指令。
3、条件判断步骤：判断虚拟机是否满足预建立的内存热插拔条件，如果是，则执行步骤内存热插拔指令执行步骤，否则结束；
通过上述方法，使得内存不被不合理地占用，能够在宿主机操作系统和虚拟机操作系统不一致的情况下对内存进行分配。
内存热插拔条件包括内存热插限制条件和内存热拔限制条件，若内存热插拔指令为内存热插指令，则判断虚拟机是否满足内存热插限制条件，若内存热插拔指令为内存热拔指令，则判断虚拟机是否满足内存热拔限制条件。
内存热拔限制条件包括虚拟机上线的虚拟插槽个数大于或等于一和上线的虚拟插槽中存在满足内存大小等于内存热拔指令中指定内存大小的虚拟插槽。
内存热插限制条件包括低于虚拟机最大内存上限和虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于一。
4、内存热插拔指令执行步骤：在虚拟机所在的物理机中执行内存热插拔指令，为虚拟机的虚拟插槽增加或移除内存块资源，并让该内存块资源自动上线或失效。
实施例2
本实施例为一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理装置，包括：
信息获取模块，用于启动虚拟机，获取虚拟机的待分配内存量、虚拟插槽个数和最大内存上限，所述虚拟机的待分配内存量为虚拟机待增加的内存量或虚拟机待移除的内存量；
内存热插拔指令生成模块，用于基于虚拟机待增加的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热插指令；基于虚拟机待移除的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热拔指令；
条件判断模块，用于判断虚拟机是否满足预建立的内存热插拔条件，如果是，则执行内存热插拔指令执行模块，否则结束；
内存热插拔条件包括内存热插限制条件和内存热拔限制条件，
若内存热插拔指令为内存热插指令，则判断虚拟机是否满足内存热插限制条件，
若内存热插拔指令为内存热拔指令，则判断虚拟机是否满足内存热拔限制条件，
所述内存热拔限制条件包括虚拟机上线的虚拟插槽个数大于或等于一和上线的虚拟插槽中存在满足内存大小等于内存热拔指令中指定内存大小的虚拟插槽；
所述内存热插限制条件包括低于虚拟机最大内存上限和虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于一；
内存热插拔指令执行模块，用于在虚拟机所在的物理机中执行内存热插指令或内存热拔指令，为虚拟机的虚拟插槽增加或移除内存块资源，并让该内存块资源自动上线或失效。
实施例3
如图2所示，本实施例为一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法，应用在虚拟机管理器中，该方法包括以下步骤：
S1：虚拟机管理器生成并发送内存热插指令至虚拟机所在的物理机中，所述内存热插指令中携带需要增加的内存量，以及需要增加内存资源的虚拟机ID，使对应的虚拟机根据所述的需要增加的内存量增加可使用的内存资源；
S2：虚拟机接收虚拟机管理器发送的热插指令，获取需要热插在虚拟机内的内存资源大小，在虚拟机的虚拟卡槽中添加所述大小的内存块资源，并自动上线使用；
S3：虚拟机管理器生成并发送内存热拔指令至虚拟机所在的物理机中，所述内存热拔指令中携带需要减少的内存量，以及需要减少内存资源的虚拟机ID，使对应的虚拟机根据所述的需要减少的内存量减少可使用的内存资源；
S4：虚拟机接收虚拟机管理器发送的热拔指令，获取需要热拔的虚拟机内的内存资源大小，在虚拟机的虚拟卡槽中移除所述大小的内存块资源。
实施例4
本实施例为一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法，该方法包括以下步骤：
S1：在云平台环境中启动若干个虚拟机，在虚拟机启动之前，指定虚拟机的最大内存上限以及虚拟机预留的虚拟插槽个数。
S2：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或者虚拟机用户的需求来触发虚拟机的内存热插拔指令。
S3：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。
S4：虚拟机所在的物理机接收虚拟机管理器的内存热插(hot plug)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：
a)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；
b)虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于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。
S5：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。
S6：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虚拟插槽以及每个上线虚拟插槽的内存大小，假设虚拟机现有m个上线的虚拟插槽，它们对应的内存大小记为N1，…,Nm。检查是否满足如下条件：
a)虚拟机现有上线的虚拟插槽个数大于1，即m>1
b)存在一个虚拟插槽满足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。
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 (4)

1.一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
信息获取步骤：启动虚拟机，获取虚拟机的待分配内存量和虚拟插槽个数；
内存热插拔指令生成步骤：基于虚拟机待分配内存量，生成内存热插拔指令；
条件判断步骤：判断虚拟机是否满足预建立的内存热插拔条件，如果是，则执行步骤内存热插拔指令执行步骤，否则结束；
内存热插拔指令执行步骤：在虚拟机所在的物理机中执行内存热插拔指令，为虚拟机的虚拟插槽增加或移除内存块资源，并让该内存块资源自动上线或失效；
所述内存热插拔条件包括内存热插限制条件和内存热拔限制条件，
若内存热插拔指令为内存热插指令，则判断虚拟机是否满足内存热插限制条件，
若内存热插拔指令为内存热拔指令，则判断虚拟机是否满足内存热拔限制条件；
所述内存热拔限制条件包括虚拟机上线的虚拟插槽个数大于或等于一和上线的虚拟插槽中存在满足内存大小等于内存热拔指令中指定内存大小的虚拟插槽；
所述内存热插限制条件包括虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于一；
所述条件判断步骤还包括设定虚拟机的最大内存上限，所述内存热插限制条件包括低于虚拟机最大内存上限和虚拟机的剩余虚拟插槽个数大于或等于一。
2.根据权利要求1所述的一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法，其特征在于，所述信息获取步骤中，获取虚拟机待分配内存量具体为，获取虚拟机待增加的内存量或虚拟机待移除的内存量。
3.根据权利要求2所述的一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理方法，其特征在于，所述内存热插拔指令生成步骤中，生成内存热插拔指令具体为，
若信息获取步骤获取的是虚拟机待增加的内存量，则基于该待增加的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热插指令；
若信息获取步骤获取的是虚拟机待移除的内存量，则基于该待移除的内存量和所述虚拟机的ID，生成内存热拔指令。
4.一种基于内存热插拔技术的虚拟内存管理装置，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1～3任一所述的方法的步骤。
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