31、MedusaVM：高效可扩展的虚拟机系统-优快云博客

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MedusaVM：高效可扩展的虚拟机系统

在多核心计算环境下，传统的虚拟机（VM）系统面临着可扩展性瓶颈和内存效率问题。为了解决这些问题，研究人员提出了 MedusaVM，它旨在同时实现系统的可扩展性和内存效率。本文将详细介绍 MedusaVM 的设计与实现，以及其在性能和内存使用方面的优势。

以 Linux 内核为例，传统的集中式 VM 系统设计存在可扩展性问题。在 x86 - 64 架构中，VM 系统主要由进程特定的虚拟内存空间和页表树组成。虚拟地址空间被划分为不相交的内存区域，内核使用 VMA 结构记录这些区域的详细信息。

在 Linux 内核中，所有 VMA 结构通过区域结束地址进行索引，并组织在一个由全局读写信号量 mm_sem 保护的红黑树中。全局锁不仅使并发的 VM 系统操作串行化，还会导致显著的锁竞争开销。虽然 Linux 内核采用了乐观旋转策略来减少锁竞争，但这只能缓解问题，无法从根本上解决可扩展性问题。