JP2022552141A - 仮想メモリ・メタデータ管理 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示の実施形態は、仮想メモリ・メタデータ操作を管理するため、より詳細にはスケーリング可能な仮想メモリ管理のための効率的な方法、システムおよびコンピュータ・プログラム製品が求められていることを認識している。システム・メモリ、およびプロセッサ数もしくは処理パワーまたはこれらの組合せが増大するにつれて、異なるプロセスからのこのシステムに対する要求はスケールアップしている。システム・メモリ要求のスケーリングが増大するにつれて、既存のメモリ割振り技術は、仮想メモリ管理操作の性能の劣化に苦しむ。既存の仮想メモリ管理技術はしばしば、必要に応じてVMメタデータ・コンテナの生成を実施する。「VMメタデータ・コンテナ」は、アプリケーション、プログラムまたはプロセスによって使用されるメモリ・オブジェクトを記述することができるメタデータを格納する役割を担うVMメタデータ・ブロックを保持することができるコンテナを指すことがある。大量のメモリを含むコンピューティング・システムは、既存の物理メモリの全てを仮想メモリによって表現することができる十分なVMメタデータ・ブロックを獲得するために多数のVMメタデータ・コンテナを利用することがある。
本発明は、インテグレーションの可能な技術的詳細レベルにおいて、システム、方法もしくはコンピュータ・プログラム製品、またはこれらの組合せであることがある。コンピュータ・プログラム製品は、本発明の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令をその上に有するコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことがある。
図面を参照すると、図2a~6は、1つまたは複数のVMメタデータ・コンテナ402a~402f(総称して「VMメタデータ・コンテナ402」と呼ぶ)を使用してメモリ・オブジェクトへの仮想メモリの割振りを管理するためのシステム、方法およびコンピュータ・プログラム製品を実施するために、コンピューティング環境200、290、600内で動作する1つまたは複数のデータ処理システム100を使用して実行することができる手法を示している。コンピューティング環境200、290、600の実施形態は、デバイス・ネットワーク250を介して相互接続された1つまたは複数のデータ処理システム100を含むことができる。デバイス・ネットワーク250に接続されたデータ処理システム100は、専門システムまたはデバイスとすることができ、この専用システムまたはデバイスは、限定はされないが、1つもしくは複数のホスト・システム201または1つもしくは複数のクライアント・システム227a、227b...227n(総称してクライアント・システム227と呼ぶ)あるいはその両方の相互接続を含むことができ、この1つもしくは複数のクライアント・システム227a、227b...227nは、データを処理しまたは命令を入力するためにホスト・システム201のリソースを要求および利用していることがあり、このデータの処理または命令の入力は、ユーザ・プロセス221、アプリケーション223、プログラム114またはサービスの1つまたは複数のメモリ・オブジェクトのためのデータおよび命令を記憶するために仮想メモリの割振りを必要とすることがある。
図7~8bの図面は、メモリ・オブジェクト・メタデータの割振りを管理するためのコンピュータ実施方法を実行するアルゴリズム700、800の実施形態を表している。図示および記載されたアルゴリズム700、800は、包括的には図1のデータ処理システム100によって、より詳細には本明細書に記載された図2a~6に示された専門データ処理システムの実施形態によって定義された1つまたは複数のコンピュータ・システムを使用することができる。図7および図8a~8bによって記載されたアルゴリズム700、800のステップは、提示された順序とは異なる順序で実行することができることを当業者は認識すべきである。アルゴリズム700、800は、必ずしも、本明細書に記載された全てのステップを実行することを要求しない。むしろ、アルゴリズム700、800のいくつかの実施形態は、下で論じるステップのうちの1つまたは複数のステップを使用したステップのサブセットを実行することにより方法を変更することができる。
Claims (25)
- コンピュータ実施方法であって、
プロセッサによって、複数の仮想メモリ(VM)メタデータ・コンテナをインスタンス化するステップであり、VMメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なVMメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化するステップと、
前記プロセッサによって、前記複数のVMメタデータ・コンテナを2つ以上のコンテナ・グループにグループ分けするステップであり、前記2つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、前記グループ分けするステップと、
メモリ・オブジェクト・メタデータをVMメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、前記プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループである第1のコンテナ・グループに関して前記2つ以上のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記第1のコンテナ・グループ内の最少使用VMメタデータ・コンテナである第1のVMメタデータ・コンテナに関して前記第1のコンテナ・グループに問い合わせるステップと、
前記プロセッサによって、前記第1のVMメタデータ・コンテナの前記VMメタデータ・ブロックに前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振って、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。 - 前記複数のVMメタデータ・コンテナをインスタンス化する前記ステップが、前記コンピュータ・システムのブートアップ中に実行され、前記コンピュータ・システムのオペレーティング・システムによって自動的に管理される、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。
- 前記プロセッサによって、メモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストを受け取り、前記メモリ・オブジェクトに関連した前記メモリ・オブジェクト・メタデータに割り振られたVMメタデータ・ブロックの数を増やすステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納する前記VMメタデータ・ブロックの前記割振りを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なVMメタデータ・ブロック必要量を計算するステップと、
前記プロセッサによって、前記第1のVMメタデータ・コンテナの残りのスペースの量と前記VMメタデータ・ブロック必要量とを比較するステップと、
前記比較するステップが、前記第1のVMメタデータ・コンテナの残りのスペースの前記量が前記VMメタデータ・ブロック必要量よりも大きいと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを前記第1のVMメタデータ・コンテナに格納するために追加のVMメタデータ・ブロックを割り振って、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するステップと
をさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータに関連したメモリ・オブジェクトを拡張することを求めるリクエストを受け取り、前記メモリ・オブジェクトに割り振られたVMメタデータ・ブロックの数を増やすステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なVMメタデータ・ブロック必要量を計算するステップと、
前記第1のVMメタデータ・コンテナをスキャンして、前記第1のVMメタデータ・コンテナの残りのスペースの量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なスペース必要量よりも大きいかどうかを判定するステップと、
前記第1のVMメタデータ・コンテナの残りのスペースの前記量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記スペース必要量よりも大きくないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分な残りのスペースを有する第2のVMメタデータ・コンテナに関して、前記第1のコンテナ・グループ内をスキャンするステップと
をさらに含む、請求項1に記載のコンピュータ実施方法。 - 前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分なスペースを有する前記第2のVMメタデータ・コンテナを前記第1のコンテナ・グループ内で見つけられることができないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分な残りのスペースを有する前記第2のVMメタデータ・コンテナに関して、第2のコンテナ・グループ内をスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するために、前記第2のVMメタデータ・コンテナのVMメタデータ・ブロックを割り振るステップと
をさらに含む、請求項4に記載のコンピュータ実施方法。 - コンピュータ実施方法であって、
プロセッサによって、1つまたは複数のVMメタデータ・コンテナを含む複数のコンテナ・グループを含むメタデータ・ブロック割振りに関するメモリ管理操作を実行することを求めるリクエストを受け取るステップであり、前記複数のコンテナ・グループの個々のコンテナ・グループへのアクセスが異なるロックによって制御される、前記受け取るステップと、
前記プロセッサによって、第1のコンテナ・グループを制御する第1のロックを取得するステップと、
前記プロセッサによって、前記メタデータ・ブロック割振りの部分である、前記第1のコンテナ・グループのVMメタデータ・ブロックによって格納されたメモリ・オブジェクト・メタデータに関する全てのメモリ管理操作を実行するステップと、
前記プロセッサによって、前記第1のロックをリリースするステップと、
前記プロセッサによって、第2のコンテナ・グループを制御する第2のロックを取得するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。 - 前記メタデータ・ブロック割振りの部分である、前記第1のコンテナ・グループ内の前記メモリ・オブジェクト・メタデータに関する全てのメモリ管理操作を実行する前記ステップが、
前記プロセッサによって、前記メタデータ・ブロック割振りの部分である、前記第1のコンテナ・グループによって格納された前記VMメタデータ・ブロックの全てを同時に解放すること
を含む、請求項6に記載のコンピュータ実施方法。 - コンピュータ実施方法であって、
プロセッサによって、複数の仮想メモリ(VM)メタデータ・コンテナをインスタンス化するステップであり、VMメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なVMメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化するステップと、
前記プロセッサによって、前記複数のVMメタデータ・コンテナを2つ以上のコンテナ・グループにグループ分けするステップであり、前記2つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、前記グループ分けするステップと、
前記プロセッサによって、メモリ・オブジェクトを拡張し、前記メモリ・オブジェクトのメモリ・オブジェクト・メタデータを格納することに対して割り振られたVMメタデータ・ブロックの数を増やすことを求めるリクエストを受け取るステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトの前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するための少なくとも1つのVMメタデータ・ブロックを以前に割り振る役割を担った第1のコンテナ・グループの第1のVMメタデータ・コンテナを決定するステップと、
前記プロセッサによって、拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なメタデータ・ブロック必要量を計算するステップと、
前記プロセッサによって、拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第1のVMメタデータ・コンテナの空きVMメタデータ・ブロックのサイズよりも大きいかどうかを判定するステップと
を含む、コンピュータ実施方法。 - 前記複数のVMメタデータ・コンテナをインスタンス化する前記ステップが、前記コンピュータ・システムのブートアップ中に実行され、前記コンピュータ・システムのオペレーティング・システムによって自動的に管理される、請求項8に記載のコンピュータ実施方法。
- 拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第1のVMメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きくないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを、前記第1のメタデータ・コンテナの空きメタデータ・ブロックに割り振るステップ
をさらに含む、請求項8に記載のコンピュータ実施方法。 - 拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第1のVMメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定したことに応答して、
前記プロセッサによって、前記第1のコンテナ・グループ内の最少使用VMメタデータ・コンテナに関して前記第1のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを、前記第1のコンテナ・グループ内の前記最少使用VMメタデータ・コンテナの空きメタデータ・ブロックに割り振るステップと
をさらに含む、請求項8に記載のコンピュータ実施方法。 - 拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第1のメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定したことに応答して、
前記プロセッサによって、第2のコンテナ・グループ内の最少使用VMメタデータ・コンテナに関して前記第2のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを、前記第2のコンテナ・グループ内の前記最少使用VMメタデータ・コンテナの空きメタデータ・ブロックに割り振るステップと
をさらに含む、請求項8に記載のコンピュータ実施方法。 - 拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記第1のVMメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定したことに応答して、
前記プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループに関して前記2つ以上のコンテナ・グループをスキャンするステップと、
さらに、前記プロセッサによって、最少使用VMメタデータ・コンテナに関して前記最少使用コンテナ・グループをスキャンするステップと、
前記プロセッサによって、拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記メタデータ・ブロック必要量が、前記最少使用VMメタデータ・コンテナの前記空きメタデータ・ブロックの前記サイズよりも大きいと判定するステップと、
前記プロセッサによって、少なくとも前記拡張リクエストを履行するのに十分な空きVMメタデータ・ブロックを含む1つまたは複数の新規のVMメタデータ・コンテナを生成するためのカーネル・プロセスをポストするステップと
をさらに含む、請求項8に記載のコンピュータ実施方法。 - コンピュータ・システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサに結合されたコンピュータ可読ストレージ媒体と
を備え、前記コンピュータ可読ストレージ媒体が、コンピュータ実施方法を実行するプログラム命令を含み、前記コンピュータ実施方法が、
前記プロセッサによって、複数の仮想メモリ(VM)メタデータ・コンテナをインスタンス化することであり、VMメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なVMメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化することと、
前記プロセッサによって、前記複数のVMメタデータ・コンテナを2つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることであり、前記2つ以上のコンテナ・グループの各々が異なるロックによって制御される、前記グループ分けすることと、
メモリ・オブジェクト・メタデータをVMメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、前記プロセッサによって、最少使用コンテナ・グループに関して前記2つ以上のコンテナ・グループをスキャンすることと、
前記プロセッサによって、前記最少使用コンテナ・グループ内の最少使用VMメタデータ・コンテナに関して前記最少使用コンテナ・グループに問い合わせることと
を含む、コンピュータ・システム。 - 前記プロセッサによって、前記最少使用VMメタデータ・コンテナのVMメタデータ・ブロックに前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振って、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行すること
をさらに含む、請求項14に記載のコンピュータ・システム。 - 前記プロセッサによって、前記最少使用VMメタデータ・コンテナが、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するのに必要な量のVMメタデータ・ブロックを含まないと判定すること
をさらに含む、請求項14に記載のコンピュータ・システム。 - 前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行するのに十分な使用可能なVMメタデータ・ブロックを含む1つまたは複数の新規のVMメタデータ・コンテナを生成するためのカーネル・プロセスをポストすること
をさらに含む、請求項16に記載のコンピュータ・システム。 - 前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの状態を問い合わせることと、
前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの前記状態を、コンピューティング・リソースの最小量を前記コンピュータ・システムによる使用に対して使用可能に維持するためのオペレーティング・システムのシステム管理計画と比較することと、
前記コンピュータ・システムの前記状態を前記システム管理計画と比較し、コンピューティング・リソースの前記最小量を使用可能に維持することが達成されていないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記1つまたは複数の新規のVMメタデータ・コンテナをインスタンス化することと
をさらに含む、請求項17に記載のコンピュータ・システム。 - 前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの状態を問い合わせることと、
前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの前記状態を、コンピューティング・リソースの最小量を前記コンピュータ・システムによる使用に対して使用可能に維持するためのオペレーティング・システムのシステム管理計画と比較することと、
前記コンピュータ・システムの前記状態を前記システム管理計画と比較し、コンピューティング・リソースの前記最小量を使用可能に維持することが達成されていると判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記1つまたは複数の新規のVMメタデータ・コンテナを生成するための前記カーネル・プロセスを取り消すことと
をさらに含む、請求項17に記載のコンピュータ・システム。 - 前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータに関連したメモリ・オブジェクトを拡張し、前記メモリ・オブジェクトに割り振られたVMメタデータ・ブロックの数を増やすことを求めるリクエストを受け取ることと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なVMメタデータ・ブロック必要量を計算することと、
前記プロセッサによって、前記最少使用VMメタデータ・コンテナをスキャンして、前記最少使用VMメタデータ・コンテナの残りのスペースの量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要なスペース必要量よりも大きいかどうかを判定することと、
前記最少使用VMメタデータ・コンテナの残りのスペースの前記量が、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに必要な前記スペース必要量よりも大きくないと判定したことに応答して、前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクトを拡張することを求める前記リクエストを履行するのに十分なスペースを有する第2のVMメタデータ・コンテナを識別することであり、前記最少使用コンテナ・グループ内で前記第2のVMメタデータ・コンテナを見つけることができない、前記識別することと、
前記プロセッサによって、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するために、第2のコンテナ・グループ内の第2のVMメタデータ・コンテナのVMメタデータ・ブロックを割り振ることと
をさらに含む、請求項15に記載のコンピュータ・システム。 - コンピュータ・プログラム製品であって、
1つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体であり、前記1つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体上に記憶されたコンピュータ可読プログラム命令を有する、前記1つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体
を備え、前記プログラム命令がコンピュータ実施方法を実行し、前記コンピュータ実施方法が、
複数の仮想メモリ(VM)メタデータ・コンテナをインスタンス化することであり、VMメタデータ・コンテナの全数が、コンピュータ・システムに供給された全実物理メモリを仮想メモリとして表現するのに十分なVMメタデータ・ブロックを含む、前記インスタンス化することと、
前記複数のVMメタデータ・コンテナを2つ以上のコンテナ・グループにグループ分けすることと、
メモリ・オブジェクト・メタデータをVMメタデータ・ブロックに割り振ることを求めるリクエストに応答して、最少使用コンテナ・グループに関して前記2つ以上のコンテナ・グループをスキャンすることと、
前記最少使用コンテナ・グループ内の最少使用VMメタデータ・コンテナに関して前記最少使用コンテナ・グループに問い合わせることと
を含む、コンピュータ・プログラム製品。 - 前記最少使用VMメタデータ・コンテナのVMメタデータ・ブロックに前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振って、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行すること
をさらに含む、請求項21に記載のコンピュータ・プログラム製品。 - 前記最少使用VMメタデータ・コンテナが、前記メモリ・オブジェクト・メタデータを格納するのに必要な量のVMメタデータ・ブロックを含まないと判定すること
をさらに含む、請求項21に記載のコンピュータ・プログラム製品。 - 少なくとも前記メモリ・オブジェクト・メタデータを割り振ることを求める前記リクエストを履行するのに十分な使用可能なVMメタデータ・ブロックを含む1つまたは複数の新規のVMメタデータ・コンテナを生成するためのカーネル・プロセスをポストすること
をさらに含む、請求項23に記載のコンピュータ・プログラム製品。 - 前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの状態を問い合わせることと、
前記プロセッサによって、前記コンピュータ・システムの前記状態を、コンピューティング・リソースの最小量を前記コンピュータ・システムによる使用に対して使用可能に維持するためのオペレーティング・システムのシステム管理計画と比較することと、
前記コンピュータ・システムの前記状態を前記システム管理計画と比較し、コンピューティング・リソースの前記最小量を使用可能に維持することが達成されていないと判定したことに応答して、前記1つまたは複数の新規のVMメタデータ・コンテナをインスタンス化することと
をさらに含む、請求項24に記載のコンピュータ・プログラム製品。
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