virtualbox - 在virtualbox中，当您分配多个虚拟核心时会发生什么？

Question

如果我正在使用Oracle的virtualbox，并且为该虚拟机分配了多个虚拟核心，那么如何分配实际的核心？它是在虚拟机中同时使用两个真实内核，还是在使用模拟内核的东西？

Answer 1

您的问题几乎就像是在问:操作系统如何确定在哪个内核上运行给定的进程/线程？您的计算机一直在做出这种类型的决定-它运行的进程/线程远多于可用的内核。这个特定的答案本质上是相似的，但也取决于 guest 计算机的配置方式以及您的硬件提供了哪些支持来加速虚拟化过程-因此，这个答案当然不是确定的，我也不会真正谈论主机如何调度代码可以执行，但让我们检查两个相对简单的情况:

第一个是完全虚拟化的计算机-这将是没有启用或启用最小加速的计算机。即使简单地通过许多CPU指令并直接在CPU上执行，提供给 guest 的硬件也已完全虚拟化。在这种情况下， guest VM或多或少的行为就像在主机上运行的任何进程一样:CPU资源是由操作系统调度的(在这种情况下，主机是透明的)，并且可以运行进程/线程在允许的任何核心上。默认值通常是可用的任何内核，尽管可能会进行一些优化以尝试将进程保持在同一内核上，以使L1/L2缓存更有效并最大程度地减少上下文切换。通常，在这种情况下，您只会为 guest 操作系统分配一个CPU，这将大致转化为主机上运行的单个进程。

在稍微复杂的场景中，将为虚拟机配置所有可用的CPU虚拟化加速选项。以Intel的说法，这些被称为AMD的VT-x，即AMD-V。这些主要支持特权指令，这些指令通常需要一些二进制转换/陷阱以保持主机和 guest 的安全。这样，主机操作系统会失去一点可见性。包括在硬件中的加速MMU支持(这样就可以直接访问内存页表，而不会被虚拟化软件遮挡)-可见性下降了很多。最终，尽管它在很大程度上仍然像第一个示例那样运行:它是一个在主机上运行的进程，并进行了相应的调度-只有您才能想到分配了一个线程来为每个虚拟CPU运行指令(或通过它们)。

值得注意的是，尽管您可以(在适当的硬件支持下)为 guest 分配比您可用的虚拟内核更多的虚拟内核，但这不是一个好主意。通常，这将导致性能下降，因为 guest 可能会影响CPU，并且无法正确调度所请求的资源-即使CPU并未完全消耗资源。我将其作为一种方案与多线程程序共享某些相似之处，该程序所产生的线程(实际上是繁忙的)远多于可用的空闲CPU内核。与使用较少的线程来完成工作相比，您的性能通常会更差。

在极端情况下，VirtualBox甚至支持hot-plugging CPU资源-尽管只有少数几个操作系统正确地支持它:Windows 2008 Data Center版和某些Linux内核。通常将相同的规则应用于将一个 guest CPU内核视为主机的逻辑内核上的进程/线程的情况，但是实际上，由主机和硬件本身来决定将哪个逻辑内核用于虚拟内核。

话虽这么说-您关于VirtualBox实际如何分配这些资源的问题...好吧，我没有仔细研究代码，因此我当然无法给出确切的答案，但是根据我的经验，它通常按所述方式运行。如果您真的很好奇，可以尝试在任务管理器中标记VirtualBox VBoxSvc.exe和关联的进程，然后选择“设置关联性”选项并将其执行限制在单个CPU中，然后看看这些设置是否符合要求。如果主机接受了这些设置，则可能取决于您可以使用的HW协助级别，因为 guest 可能实际上并没有作为 guest 运行。