本發(fā)明涉及虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法和裝置、虛擬機(jī)管理器。

背景技術(shù)：

在虛擬化技術(shù)領(lǐng)域中，通常是通過內(nèi)存超配技術(shù)(內(nèi)存超配，指當(dāng)前物理主機(jī)上運(yùn)行的若干個虛擬機(jī)的配置內(nèi)存總和大于物理主機(jī)的物理內(nèi)存)來實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)內(nèi)存資源的按需分配。這樣一來，虛擬機(jī)部分內(nèi)存不能直接訪問，而是由hypervisor(虛擬機(jī)管理器，運(yùn)行于物理主機(jī)上的實(shí)現(xiàn)虛擬化功能的裝置)根據(jù)虛擬機(jī)對內(nèi)存的需求，為虛擬機(jī)分配和回收物理內(nèi)存，以實(shí)現(xiàn)物理內(nèi)存的按需分配。

ballooning(內(nèi)存氣球)技術(shù)是虛擬化技術(shù)領(lǐng)域較流行的一種虛擬機(jī)內(nèi)存超配技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的內(nèi)存氣球技術(shù)中，虛擬機(jī)操作系統(tǒng)會認(rèn)為內(nèi)存氣球中的內(nèi)存空間對應(yīng)的這部分物理內(nèi)存是被占用了，就會判定可用內(nèi)存不足而進(jìn)行一些特殊操作，比如會開始使用交換分區(qū)，進(jìn)而給系統(tǒng)性能帶來負(fù)面影響。

此外，由于傳統(tǒng)方法中內(nèi)存的回收和歸還都是由hypervisor來控制的，hypervisor要動態(tài)平衡所有的虛擬機(jī)內(nèi)存的回收與歸還，虛擬機(jī)數(shù)量越多，hypervisor的控制策略就越復(fù)雜，因此無法適用于大規(guī)模部署的場景。且這種根據(jù)hypervisor監(jiān)控虛擬機(jī)內(nèi)存使用情況來進(jìn)行內(nèi)存的歸還的情況下，由于監(jiān)控具有滯后性，且內(nèi)存歸還速度有限，很容易造成因虛擬機(jī)操作系統(tǒng)突發(fā)使用較大內(nèi)存，而內(nèi)存歸還不及時，而造成系統(tǒng)因內(nèi)存不足出現(xiàn)卡頓或死機(jī)的情況。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述問題，提供一種能夠不因內(nèi)存回收而影響虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的運(yùn)行性能，能夠及時歸還內(nèi)存、且適用性高的虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法和裝置、虛擬機(jī)管理器。

一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法，該方法應(yīng)用于虛擬機(jī)管理器中，該方法包括：

發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令至虛擬機(jī)，所述內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，使所述虛擬機(jī)根據(jù)所述需回收的內(nèi)存量增大所述內(nèi)存氣球的體積以占據(jù)虛擬內(nèi)存頁；

接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)通知，獲取內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁；

發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令至虛擬機(jī)，使虛擬機(jī)將增大后的內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使虛擬機(jī)中被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞；

接收虛擬機(jī)發(fā)送的對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，根據(jù)所述訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

在其中一個實(shí)施例中，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁的步驟，包括：

將占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識通過位圖進(jìn)行對應(yīng)標(biāo)記；

接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)停止通知，將標(biāo)記的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的地址連續(xù)的第一物理內(nèi)存頁進(jìn)行一次性回收。

一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法，該方法應(yīng)用于虛擬機(jī)中，該方法包括：

接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球膨脹指令，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積；

發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知至虛擬機(jī)管理器，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識回收對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁；

接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球收縮指令，根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞；

向所述虛擬機(jī)管理器發(fā)送對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)所述訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

在其中一個實(shí)施例中，在根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將內(nèi)存氣球的體積縮小為零的步驟之前，還包括：

通過虛擬化插件關(guān)閉內(nèi)存頁自動置零機(jī)制。

在其中一個實(shí)施例中，該方法還包括：

在根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球體積時，檢查虛擬機(jī)對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量，當(dāng)剩余物理內(nèi)存量達(dá)到預(yù)設(shè)安全閾值時，則停止增大內(nèi)存氣球體積。

一種虛擬機(jī)管理器，該虛擬機(jī)管理器包括：

指令發(fā)送模塊，用于發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令至虛擬機(jī)，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，使虛擬機(jī)根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積以占據(jù)虛擬內(nèi)存頁；

內(nèi)存回收模塊，用于接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)通知，獲取內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁；

指令發(fā)送模塊還用于發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令至虛擬機(jī)，使虛擬機(jī)將增大后的內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使虛擬機(jī)中被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞；

內(nèi)存歸還模塊，用于接收虛擬機(jī)發(fā)送的對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

在其中一個實(shí)施例中，內(nèi)存回收模塊還用于將占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識通過位圖進(jìn)行對應(yīng)標(biāo)記；接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)停止通知，將標(biāo)記的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的地址連續(xù)的第一物理內(nèi)存頁進(jìn)行一次性回收。

一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理裝置，該裝置包括：

體積增大模塊，用于接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球膨脹指令，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積；

發(fā)送模塊，用于發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知至虛擬機(jī)管理器，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)占據(jù)的虛 擬內(nèi)存頁標(biāo)識回收對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁；

體積收縮模塊，用于接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球收縮指令，根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞；

發(fā)送模塊還用于向虛擬機(jī)管理器發(fā)送對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

在其中一個實(shí)施例中，該裝置還包括：

自動置零關(guān)閉模塊，用于通過虛擬化插件關(guān)閉內(nèi)存頁自動置零機(jī)制。

在其中一個實(shí)施例中，該裝置還包括：

剩余內(nèi)存檢查模塊，用于在根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球體積時，檢查虛擬機(jī)對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量，當(dāng)剩余物理內(nèi)存量達(dá)到預(yù)設(shè)安全閾值時，則通知體積增大模塊停止增大內(nèi)存氣球體積。

上述虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法和裝置、虛擬機(jī)管理器，通過內(nèi)存氣球膨脹指令使內(nèi)存氣球膨脹以占據(jù)虛擬內(nèi)存頁，回收所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁，通過內(nèi)存氣球收縮指令將增大后的內(nèi)存氣球體積縮小為零，使虛擬機(jī)中被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞，在接收虛擬機(jī)發(fā)送的對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求時，為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。通過建立內(nèi)存空洞的方式，在回收物理內(nèi)存時，虛擬機(jī)感受不到內(nèi)存被占用，從而避免因內(nèi)存回收造成的虛擬機(jī)誤以為內(nèi)存不足而進(jìn)行一些特殊操作，而影響系統(tǒng)性能。此外，在內(nèi)存歸還時，不需要虛擬機(jī)管理器統(tǒng)一對所有虛擬機(jī)的內(nèi)存使用情況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存的自動按需歸還，保證了內(nèi)存的及時歸還，且提高了適用性，能夠適用于大規(guī)模部署場景。

附圖說明

圖1為一個實(shí)施例中虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法的流程示意圖；

圖2a至圖2b為一個實(shí)施例中內(nèi)存空洞的示意圖；

圖3為一個實(shí)施例中物理內(nèi)存頁回收方法的流程示意圖；

圖4為另一個實(shí)施例中虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法的流程示意圖；

圖5為一個實(shí)施例中虛擬機(jī)管理器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為一個實(shí)施例中虛擬機(jī)內(nèi)存管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為另一個實(shí)施例中虛擬機(jī)內(nèi)存管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為又一個實(shí)施例中虛擬機(jī)內(nèi)存管理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

如圖1所示，在一個實(shí)施例中，提供了一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法，該方法應(yīng)用于虛擬機(jī)管理器中，該虛擬機(jī)管理器可用于監(jiān)控和管理虛擬機(jī)物理內(nèi)存分配情況，該虛擬機(jī)管理器運(yùn)行于運(yùn)行了若干個虛擬機(jī)的物理主機(jī)中，該方法具體包括以下步驟：

步驟102，發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令至虛擬機(jī)，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，使虛擬機(jī)根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積以占據(jù)虛擬內(nèi)存頁。

本實(shí)施例中，虛擬機(jī)管理器向虛擬機(jī)發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令，其中，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量。虛擬機(jī)接收內(nèi)存氣球膨脹指令后，會調(diào)用預(yù)先安裝于虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中的氣球驅(qū)動，氣球驅(qū)動根據(jù)需回收的內(nèi)存量將內(nèi)存氣球增大至對應(yīng)的體積，其中，增大內(nèi)存氣球體積時，內(nèi)存氣球中的內(nèi)存頁即為占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁。

步驟104，接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)通知，獲取內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁。

本實(shí)施例中，虛擬機(jī)中的氣球驅(qū)動在增大內(nèi)存氣球體積占據(jù)虛擬內(nèi)存頁時，會發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知給虛擬機(jī)管理器，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶了內(nèi)存氣球體積增 大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，以通知虛擬機(jī)管理器所占據(jù)的虛擬內(nèi)存有哪些。

進(jìn)一步，虛擬機(jī)管理器獲取內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁。具體的，虛擬機(jī)管理器會解除占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的虛擬內(nèi)存頁到物理內(nèi)存頁的映射關(guān)系，以回收對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁。

需要說明的是，虛擬機(jī)中的氣球驅(qū)動可以邊增大內(nèi)存氣球體積，邊向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知，，比如，通過增大內(nèi)存氣球體積占據(jù)預(yù)設(shè)數(shù)量的內(nèi)存頁時，就向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知，其中，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶所占據(jù)的預(yù)設(shè)數(shù)量的虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，可以理解，預(yù)設(shè)數(shù)量可以為至少一頁。此外，虛擬機(jī)中的氣球驅(qū)動也可以在停止增大內(nèi)存氣球體積后，向虛擬機(jī)管理器發(fā)送一個內(nèi)存占據(jù)通知，該內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶內(nèi)存氣球中的占據(jù)的總的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識。本發(fā)明實(shí)施例虛擬機(jī)何時向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知不作限定。

步驟106，發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令至虛擬機(jī)，使虛擬機(jī)將增大后的內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使虛擬機(jī)中被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞。

本實(shí)施例中，虛擬機(jī)管理器在回收對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁之后，進(jìn)一步向虛擬機(jī)發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令。虛擬機(jī)根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將增大后的內(nèi)存氣球體積縮小為零。這樣一來，在步驟104被回收的第一物理內(nèi)存頁在虛擬機(jī)中對應(yīng)的內(nèi)存空間就形成了內(nèi)存空洞。

結(jié)合圖2a至2b來進(jìn)行解釋說明內(nèi)存空洞的建立方法，如圖2a所示，圖2a中為一個預(yù)先配置了8g內(nèi)存的虛擬機(jī)的內(nèi)存使用情況，m1為7g空閑內(nèi)存，m2為1g已使用的內(nèi)存，虛擬機(jī)的氣球驅(qū)動接收虛擬機(jī)管理器的內(nèi)存氣球膨脹指令，先將內(nèi)存氣球膨脹占據(jù)整個m1的內(nèi)存空間，虛擬機(jī)管理器回收內(nèi)存氣球占據(jù)的7g內(nèi)存，然后向虛擬機(jī)發(fā)送氣球收縮指令，氣球驅(qū)動則將內(nèi)存氣球體積收縮為零，則被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的之前被內(nèi)存氣球占據(jù)的內(nèi)存空間即形成內(nèi)存空洞，如圖2b所示，圖2b中的m3即為形成的7g內(nèi)存空洞。

內(nèi)存空洞，是一種內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間中的內(nèi)存頁在虛擬機(jī)看來是可用的、未被占用的內(nèi)存，但實(shí)際上該內(nèi)存空間中的虛擬機(jī)內(nèi)存頁對應(yīng)的物理內(nèi)存頁已經(jīng)被虛擬機(jī)管理器回收了，故將該種內(nèi)存空間成為內(nèi)存空洞?？梢岳斫?，因?yàn)閮?nèi)存氣球收縮為零了，所以虛擬機(jī)感知不到內(nèi)存空洞中的這部分內(nèi)存被占用了，即虛擬機(jī)認(rèn)為內(nèi)存空洞中的這部分內(nèi)存是可用的。然而，內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的物理內(nèi)存頁已經(jīng)被回收了，所以回收的物理內(nèi)存頁是可以被虛擬機(jī)管理器分配給其他有需要的虛擬機(jī)的。

步驟108，接收虛擬機(jī)發(fā)送的對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

進(jìn)一步，當(dāng)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中運(yùn)行的程序要訪問內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁時，虛擬機(jī)會向虛擬機(jī)管理器發(fā)送對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，虛擬機(jī)管理器接收對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求后，會根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。具體的，虛擬機(jī)管理器會根據(jù)訪問請求確定被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁的數(shù)量，進(jìn)一步，從剩余空閑物理內(nèi)存頁中分配出對應(yīng)的第二物理內(nèi)存頁，即為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁建立一個物理內(nèi)存頁的映射關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)第二物理內(nèi)存頁的分配。比如，請求訪問的虛擬內(nèi)存頁數(shù)量為2g，則虛擬機(jī)管理器會根據(jù)該訪問請求，從剩余空閑物理內(nèi)存頁中分配出對應(yīng)的第二物理內(nèi)存頁，即對應(yīng)分配2g物理內(nèi)存頁，進(jìn)一步為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁與分配出的第二物理內(nèi)存頁之間建立映射關(guān)系。

本實(shí)施例中，通過向虛擬機(jī)發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令，實(shí)現(xiàn)對內(nèi)存氣球膨脹時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁的回收，通過向虛擬機(jī)發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令，使虛擬機(jī)中被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞，當(dāng)虛擬機(jī)中的程序請求訪問內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁時，為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。通過建立內(nèi)存空洞的方式，在回收物理內(nèi)存時，虛擬機(jī)感受不到內(nèi)存被占用，從而避免因內(nèi)存回收造成的虛擬機(jī)誤以為內(nèi)存不足而進(jìn)行一些特殊操作，而影響系統(tǒng)性能。此外，在內(nèi)存歸還時，不需要虛擬機(jī)管理器統(tǒng)一對所有虛擬機(jī)的內(nèi)存使用情況進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)存的自動按需歸還，保證了內(nèi)存的及時歸還，且提高了適用性，能夠適用于大規(guī) 模部署場景。

如圖3所示，在一個實(shí)施例中，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁的步驟(簡稱物理內(nèi)存頁回收的步驟)包括：

步驟302，將占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識通過位圖進(jìn)行對應(yīng)標(biāo)記。

步驟304，接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)停止通知，將標(biāo)記的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的地址連續(xù)的第一物理內(nèi)存頁進(jìn)行一次性回收。

本實(shí)施例中，在獲取虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識后，進(jìn)一步將占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識通過位圖(bitmap)進(jìn)行對應(yīng)標(biāo)記。

虛擬機(jī)在停止增大氣球體積之后，會發(fā)送內(nèi)存占據(jù)停止通知給虛擬機(jī)管理器，虛擬機(jī)管理器則會根據(jù)虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識在位圖上的標(biāo)記，判斷哪些虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁地址是連續(xù)的，將地址連續(xù)的第一物理內(nèi)存頁進(jìn)行一次性回收。其中，一次性回收是指，虛擬機(jī)管理器只調(diào)用一次api接口(applicationprogramminginterface,應(yīng)用程序編程接口)即實(shí)現(xiàn)將地址連續(xù)的這部分第一物理內(nèi)存頁一起回收。

可以理解，虛擬機(jī)管理器在回收物理內(nèi)存頁時需要調(diào)用api接口進(jìn)行回收，其中，只調(diào)用一次api接口將將地址連續(xù)的這部分第一物理內(nèi)存頁一起回收，相較于傳統(tǒng)方法中獲取一個占用的內(nèi)存頁標(biāo)識就調(diào)用一次api接口進(jìn)行對應(yīng)的物理內(nèi)存頁(即傳統(tǒng)方法是將物理內(nèi)存頁一頁一頁的回收)來說，大大減少了api接口的調(diào)用次數(shù)，從而提高了物理內(nèi)存頁的回收效率。

如圖4所示，在一個實(shí)施例中，提供了一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法，以該方法應(yīng)用于虛擬機(jī)中為例進(jìn)行說明，其中該方法可適用于虛擬機(jī)中各種類型的操作系統(tǒng)，該虛擬機(jī)運(yùn)行于物理主機(jī)中，該方法具體包括以下步驟：

步驟402，接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球膨脹指令，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積。

本實(shí)施例中，虛擬機(jī)管理器向虛擬機(jī)發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令，其中，內(nèi)存 氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量。虛擬機(jī)接收內(nèi)存氣球膨脹指令后，會調(diào)用預(yù)先安裝于虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中的氣球驅(qū)動，氣球驅(qū)動根據(jù)需回收的內(nèi)存量將內(nèi)存氣球增大至對應(yīng)的體積，其中，增大內(nèi)存氣球體積時，內(nèi)存氣球中的內(nèi)存頁即為占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁。

步驟404，發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知至虛擬機(jī)管理器，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識回收對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁。

本實(shí)施例中，虛擬機(jī)中的氣球驅(qū)動在增大內(nèi)存氣球體積占據(jù)虛擬內(nèi)存頁時，會發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知給虛擬機(jī)管理器，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶了內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，以通知虛擬機(jī)管理器所占據(jù)的內(nèi)存有哪些。

進(jìn)一步，虛擬機(jī)管理器獲取內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的物理內(nèi)存頁。具體的，虛擬機(jī)管理器會解除占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的虛擬內(nèi)存頁到物理內(nèi)存頁的映射關(guān)系，以回收對應(yīng)的物理內(nèi)存頁。

需要說明的是，虛擬機(jī)中的氣球驅(qū)動可以邊增大內(nèi)存氣球體積，邊向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知，，比如，通過增大內(nèi)存氣球體積占據(jù)預(yù)設(shè)數(shù)量的內(nèi)存頁是，就向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知，其中，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶所占據(jù)的預(yù)設(shè)數(shù)量的虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，可以理解，預(yù)設(shè)數(shù)量可以為至少一頁。此外，虛擬機(jī)中的氣球驅(qū)動也可以在停止增大內(nèi)存氣球體積后，向虛擬機(jī)管理器發(fā)送一個內(nèi)存占據(jù)通知，該內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶內(nèi)存氣球中的占據(jù)的總的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識。本發(fā)明實(shí)施例虛擬機(jī)何時向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知不作限定。

步驟406，接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球收縮指令，根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將內(nèi)存氣球體積縮小為零，以使被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞。

本實(shí)施例中，虛擬機(jī)管理器在回收對應(yīng)的物理內(nèi)存頁之后，進(jìn)一步向虛擬機(jī)發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令。虛擬機(jī)根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將增大后的內(nèi)存氣球 體積縮小為零。這樣一來，在步驟104被回收的物理內(nèi)存頁在虛擬機(jī)中對應(yīng)的內(nèi)存空間就形成了內(nèi)存空洞。

其中，內(nèi)存空洞，是一種內(nèi)存空間，該內(nèi)存空間中的內(nèi)存頁在虛擬機(jī)看來是可用的、未被占用的內(nèi)存，但實(shí)際上該內(nèi)存空間中的虛擬機(jī)內(nèi)存頁對應(yīng)的物理內(nèi)存頁已經(jīng)被虛擬機(jī)管理器回收了，故將該種內(nèi)存空間成為內(nèi)存空洞?？梢岳斫?，因?yàn)閮?nèi)存氣球收縮為零了，所以虛擬機(jī)感知不到內(nèi)存空洞中的這部分內(nèi)存被占用了，即虛擬機(jī)認(rèn)為內(nèi)存空洞中的這部分內(nèi)存是可用的。然而，內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁對應(yīng)的物理內(nèi)存頁已經(jīng)被回收了，所以回收的物理內(nèi)存頁是可以被虛擬機(jī)管理器分配給其他有需要的虛擬機(jī)的。

步驟408，向虛擬機(jī)管理器發(fā)送對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

進(jìn)一步，當(dāng)虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中運(yùn)行的程序要訪問內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁時，虛擬機(jī)會向虛擬機(jī)管理器發(fā)送對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，虛擬機(jī)管理器接收對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求后，會根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁第二分配物理內(nèi)存頁。具體的，虛擬機(jī)管理器會根據(jù)訪問請求確定被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁的數(shù)量，進(jìn)一步，從剩余空閑物理內(nèi)存頁中分配出對應(yīng)的第二物理內(nèi)存頁，即為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁建立一個物理內(nèi)存頁的映射關(guān)系，即實(shí)現(xiàn)第二物理內(nèi)存頁的分配。

在一個實(shí)施例中，在根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將述內(nèi)存氣球的體積縮小為零的步驟之前，還包括通過虛擬化插件關(guān)閉內(nèi)存頁自動置零機(jī)制的步驟。

本實(shí)施例中，在根據(jù)內(nèi)存氣球收縮指令將述內(nèi)存氣球的體積縮小為零之前(即相當(dāng)于建立內(nèi)存空洞的步驟之前)，對于一些存在內(nèi)存頁自動置零機(jī)制的操作系統(tǒng)，需要將內(nèi)存頁自動置零機(jī)制關(guān)閉。具體的，虛擬機(jī)會通過預(yù)先安裝于虛擬機(jī)中的虛擬化插件來關(guān)閉內(nèi)存頁自動置零機(jī)制。以windows系統(tǒng)為例，可以通過虛擬化插件將windows系統(tǒng)中的零頁線程掛起，實(shí)現(xiàn)內(nèi)存頁自動置零機(jī)制的關(guān)閉。可以理解，對于不存在內(nèi)存頁自動置零機(jī)制的操作系統(tǒng)，則可以省 略該步驟。

可以理解，因?yàn)樵趦?nèi)存氣球收縮為零形成內(nèi)存空洞時，內(nèi)存空洞中的內(nèi)存對虛擬機(jī)來說是可用的，所以虛擬機(jī)會認(rèn)為是有內(nèi)存釋放的，則虛擬機(jī)會執(zhí)行內(nèi)存頁自動置零機(jī)制，進(jìn)行自動置零操作，而自動置零操作會導(dǎo)致已回收的物理內(nèi)存頁又被重新映射，導(dǎo)致之前回收的物理內(nèi)存頁因自動置零操作又被歸還了。因此，需要在建立內(nèi)存空洞之前，將內(nèi)存頁自動置零機(jī)制關(guān)閉。

進(jìn)一步，可以在啟動虛擬機(jī)操作系統(tǒng)時，將虛擬機(jī)操作系統(tǒng)中的內(nèi)存頁自動置零機(jī)制關(guān)閉，也可以在建立內(nèi)存空洞之前的任何步驟來執(zhí)行關(guān)閉該內(nèi)存頁自動置零機(jī)制的步驟。本發(fā)明實(shí)施例對此不做限定，只要滿足在建立內(nèi)存空洞之前關(guān)閉內(nèi)存頁自動置零機(jī)制，使該內(nèi)存頁自動置零機(jī)制不干擾、破壞內(nèi)存空洞即可。

在一個實(shí)施例中，該虛擬機(jī)內(nèi)存管理方法還包括以下步驟：在根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球體積時，檢查虛擬機(jī)對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量，當(dāng)剩余物理內(nèi)存量達(dá)到預(yù)設(shè)安全閾值時，則停止增大內(nèi)存氣球體積。

本實(shí)施例中，在虛擬機(jī)的氣球驅(qū)動中增加了安全檢查機(jī)制，并預(yù)先設(shè)置了安全閾值，當(dāng)氣球驅(qū)動根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球體積時，氣球驅(qū)動會通過安全檢查機(jī)制檢查剩余的虛擬機(jī)內(nèi)存頁的數(shù)量，即檢查剩余虛擬內(nèi)存量，根據(jù)虛擬內(nèi)存頁與物理內(nèi)存頁的映射關(guān)系，確定剩余虛擬內(nèi)存量對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量，即確定該虛擬機(jī)對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量。當(dāng)檢查到虛擬機(jī)對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量達(dá)到預(yù)設(shè)安全閾值時，會停止增大內(nèi)存氣球體積。

進(jìn)一步，虛擬機(jī)會通過氣球驅(qū)動向虛擬機(jī)管理器發(fā)送內(nèi)存占據(jù)停止的通知。

可以理解，該安全閾值可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行不同設(shè)定。

本實(shí)施例中，通過在氣球驅(qū)動中增加安全檢查機(jī)制，在增大內(nèi)存氣球體積時，檢查剩余的虛擬機(jī)內(nèi)存頁的數(shù)量對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量是否超過預(yù)設(shè)安全閾值，當(dāng)剩余物理內(nèi)存量達(dá)到預(yù)設(shè)安全閾值時，則停止增大內(nèi)存氣球體積。避免了根據(jù)虛擬機(jī)管理器請求收回的內(nèi)存量過大而導(dǎo)致虛擬機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)存耗盡，避免因內(nèi)存回收而導(dǎo)致操作系統(tǒng)卡頓或死機(jī)的情況發(fā)生，實(shí)現(xiàn)在內(nèi)存回收 時，不影響操作系統(tǒng)的正常工作。

如圖5所示，在一個實(shí)施例中，提供了一種虛擬機(jī)管理器，該虛擬機(jī)管理器包括：

指令發(fā)送模塊502，用于發(fā)送內(nèi)存氣球膨脹指令至虛擬機(jī)，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，使虛擬機(jī)根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積以占據(jù)虛擬內(nèi)存頁。

內(nèi)存回收模塊504，用于接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)通知，獲取內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶的內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，回收占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁。

指令發(fā)送模塊502還用于發(fā)送內(nèi)存氣球收縮指令至虛擬機(jī)，使虛擬機(jī)將增大后的內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使虛擬機(jī)中被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞。

內(nèi)存歸還模塊506，用于接收虛擬機(jī)發(fā)送的對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

在一個實(shí)施例中，內(nèi)存回收模塊504還用于將占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識通過位圖進(jìn)行對應(yīng)標(biāo)記；接收虛擬機(jī)發(fā)送的內(nèi)存占據(jù)停止通知，將標(biāo)記的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識對應(yīng)的地址連續(xù)的第一物理內(nèi)存頁進(jìn)行一次性回收。

如圖6所示，在一個實(shí)施例中，提供了一種虛擬機(jī)內(nèi)存管理裝置，該裝置包括：

體積增大模塊602，用于接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球膨脹指令，內(nèi)存氣球膨脹指令中攜帶需回收的內(nèi)存量，根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球的體積。

發(fā)送模塊604，用于發(fā)送內(nèi)存占據(jù)通知至虛擬機(jī)管理器，內(nèi)存占據(jù)通知中攜帶內(nèi)存氣球體積增大時所占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)占據(jù)的虛擬內(nèi)存頁標(biāo)識回收對應(yīng)的第一物理內(nèi)存頁。

體積收縮模塊606，用于接收虛擬機(jī)管理器發(fā)送的內(nèi)存氣球收縮指令，根據(jù) 內(nèi)存氣球收縮指令將內(nèi)存氣球的體積縮小為零，以使被回收的第一物理內(nèi)存頁對應(yīng)的內(nèi)存空間形成內(nèi)存空洞。

發(fā)送模塊604還用于向虛擬機(jī)管理器發(fā)送對內(nèi)存空洞中的虛擬內(nèi)存頁的訪問請求，使虛擬機(jī)管理器根據(jù)該訪問請求為被請求訪問的虛擬內(nèi)存頁分配第二物理內(nèi)存頁。

如圖7所示，在一個實(shí)施例中，該裝置還包括：

自動置零關(guān)閉模塊605，用于通過虛擬化插件關(guān)閉內(nèi)存頁自動置零機(jī)制。

如圖8所示，在一個實(shí)施例中，該裝置還包括：

剩余內(nèi)存檢查模塊603，用于在根據(jù)需回收的內(nèi)存量增大內(nèi)存氣球體積時，檢查虛擬機(jī)對應(yīng)的剩余物理內(nèi)存量，當(dāng)剩余物理內(nèi)存量達(dá)到預(yù)設(shè)安全閾值時，則通知體積增大模塊602停止增大內(nèi)存氣球體積。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。