自适应音频感知的虚拟机调度的研究

摘要

虚拟化技术的出现与实用化，不仅为提高服务器利用率、整合异构资源带来了新的解决方案，也为个人用户便捷、高效的使用桌面服务带来了新的机遇。桌面应用往往有较高的实时需求，而目前的虚拟机环境并不能很好地适应一部分响应敏感型的应用，如音频应用。在多虚拟机共存的情况下，运行音频应用的虚拟机将在对计算资源的竞争中频繁地中断，从而导致严重的音频抖动，影响用户的体验。
　　 自适应音频感知的虚拟机调度系统针对上述问题将变长时间片、静态优先级、基于份额的动态优先级控制等方法有效的结合并运用到虚拟化环境的特殊调度模式中，实现了一种动态、灵活的虚拟机调度机制，该机制使特权域与硬件虚拟机可以高频率地轮转交互，保证音频缓冲区的数据充裕，播放流畅。自适应音频感知机制凭借虚拟机管理器对音频接口状态的捕获和判断，自适应地调整虚拟机的优先级，选取适合的调度策略来调度和分配CPU资源，克服由两层调度模式带来的上层应用不可预知的缺陷。系统在确保音频应用的高质量运行的同时，也在一定程度上兼顾了调度的公平性。
　　 除了采取自适应音频感知的方法以适应音频任务的需求变化以外，系统还提供了与调度机制相应的用户控制接口，支持用户以手动方式设置虚拟机的优先级并进行监测，扩展了虚拟机管理的灵活性。
　　 实验表明，该系统能够在多虚拟机环境下满足音频的实时需求，大幅度地提高音频质量。在最好的情况下，“缓冲区欠载”导致的声音抖动现象可被完全消除，保证了用户良好的音频体验。