[发明专利]虚拟机共享内核内存的方法及装置

说明书

本发明涉及一种虚拟机共享内核内存的方法及装置，属于计算机技术领域。该方法包括：启动第一虚拟机，第一虚拟机具有用于第一虚拟机物理地址到宿主机物理地址的映射的第一二维页表，并且第一虚拟机的内核被加载和锁定在宿主机物理内存中；启动第二虚拟机，第二虚拟机具有用于第二虚拟机物理地址到宿主机物理地址的映射的第二二维页表，第二二维页表映射到第一虚拟机的内核在宿主机物理内存中的地址；以及当接收到第二虚拟机的写内存操作时，在宿主机物理内存中分配用于写内存操作的新内存页，并且更新第二二维页表。通过本发明能够减少众多同内核虚拟机的内核内存开销，以节省内存空间，提升内存利用率。

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，更具体地，涉及一种虚拟机共享内核内存的方法及装置。

背景技术

随着无服务器化(serverless)、功能即服务(FaaS)以及云计算虚拟化等新的云计算模式的出现，在一台物理机上可能同时运行几百个、甚至上千个轻量级虚拟机，而这些虚拟机的虚拟机系统(Guest OS)内核都相同，大量虚拟机的内核占据较大内存空间，造成内存空间浪费。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例的目的在于提供一种虚拟机共享内核内存的方法及装置，旨在减少众多同内核虚拟机的内核内存开销，以节省内存空间，提升内存利用率。

根据本公开的第一方面，提供一种虚拟机共享内核内存的方法，包括：启动第一虚拟机，所述第一虚拟机具有用于第一虚拟机物理地址到宿主机物理地址的映射的第一二维页表，并且所述第一虚拟机的内核被加载和锁定在宿主机物理内存中；启动第二虚拟机，所述第二虚拟机具有用于第二虚拟机物理地址到宿主机物理地址的映射的第二二维页表，所述第二二维页表映射到所述第一虚拟机的内核在宿主机物理内存中的地址，使得所述第一虚拟机和所述第二虚拟机共享内核内存；以及当接收到所述第二虚拟机的写内存操作时，在宿主机物理内存中分配用于所述写内存操作的新内存页，并且更新所述第二二维页表。

本公开实施例中，第二虚拟机在启动时共享第一虚拟机的内核内存，这样相同的内核代码段、内核常量等内容只需要占用一段内存，第二虚拟机在启动时映射到同一内存区，从而减少多虚拟机内核占据的内存空间，提升了宿主机中物理内存的利用率。

在一个可能的实施例中，所述方法还可以包括在启动所述第一虚拟机后暂停所述第一虚拟机。本公开实施例中，在启动第一虚拟机后暂停第一虚拟机目的在于，当第一虚拟机的内核文件已加载到宿主机的物理内存中时，暂停第一虚拟机有利于后续启动的其他虚拟机以其为模板复用相同内核，减少多虚拟机内核占据的内存空间，从而提升宿主机中物理内存的利用率。

在一个可能的实施例中，所述方法还可以包括将所述第二二维页表的每一个表项的权限初始化为只读。本公开实施例中，将第二二维页表中的表项权限设置为只读，使得在第二虚拟机只能读取第二二维页表中的表项指向的宿主机物理内存而不能修改，并且当第二虚拟机尝试写内存时，能够引起异常，导致虚拟机退出事件，由虚拟机监视器截获以进行处理。

在一个可能的实施例中，更新所述第二二维页表可以包括：使得与所述写内存操作相关的表项映射到所述新内存页的宿主机物理内存地址，并修改所述表项的权限为可读可写。本公开实施例中，在第二虚拟机加载运行业务逻辑时，会触发写内存操作，由于在第二虚拟机启动阶段，将第二二维页表中的表项权限设置为只读，所以会出现虚拟机退出事件，该虚拟机退出事件被虚拟机管理程序截获，需要重新在宿主机物理内存中分配新内存页，将第二二维页表中的表项指向新内存页，同时将第二二维页表中的表项权限设置为可读可写，以满足第二虚拟机运行其他业务的需求。