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本文重點(diǎn)介紹【同時運(yùn)行多個 VM 的速度優(yōu)化】。俺會從“硬件選型”和“軟件設(shè)置”兩個角度分別來聊。如果你是第一次看本系列，建議你先看完前面幾篇，再看本文。前幾天聊到了對付流氓軟件的幾個招數(shù)，其中最管用的一招是“操作系統(tǒng)虛擬機(jī)”。那篇博文發(fā)出后，有幾個讀者在博客留言中抱怨說：用了虛擬機(jī)之后，系統(tǒng)太卡了。所以今天來普及一些虛擬機(jī)的“運(yùn)行速度優(yōu)化”。 ★CPU（中央處理器）的“虛擬化技術(shù)”在虛擬機(jī)的速度優(yōu)化中，“虛擬化技術(shù)”是非常重要滴，可惜又少有人了解。所以俺把它放在本文第一個章節(jié)。 ◇啥是“虛擬化技術(shù)”？“虛擬化技術(shù)”全稱是“x86硬件虛擬化技術(shù)”，維基百科的解釋在“這里”。為了打字省力，以下簡稱“VT”。 該技術(shù)是在【硬件】層面額外提供一些機(jī)制，這些機(jī)制僅僅用于“虛擬化”方面。如果你的電腦不是用來跑“虛擬機(jī)”，VT 技術(shù)對你而言毫無用處。 為啥要在硬件層面額外提供這樣一種技術(shù)捏？因為 x86 的體系結(jié)構(gòu)，天生就【不適合】用來搞“操作系統(tǒng)虛擬化”（個中緣由，考慮到篇幅，就不細(xì)談了）。但是最近10多年來，“虛擬化”是大勢所趨。所以 Intel 和 AMD 都在自家的芯片上提供了適合“虛擬化”的擴(kuò)展機(jī)制。對 Intel 芯片而言，稱之為“Intel-VT”（也叫“VT-x”）；對 AMD 芯片而言，稱之為“AMD-V”。 請注意，VT 只在部分型號的芯片上提供。也就是說，不論是 Intel 還是 AMD，都只有某些型號的芯片是支持 VT 的。 ◇VT 有啥用？如果要從原理上闡述 VT 的用處，需要涉及到 x86 架構(gòu)的設(shè)計及其缺陷，說來話長啊。考慮到篇幅，俺只舉幾個例子。 舉例1： 有了 VT 之后，如果 Guest OS 中需要執(zhí)行 CPU 的特權(quán)指令，虛擬機(jī)軟件可以利用 VT 原生支持（硬件層面搞定）；如果沒有 VT，碰到這種情況就只能靠軟件模擬運(yùn)行（靠軟件模擬，效率差太多了）。 很多同學(xué)抱怨電腦跑 VM 太慢，其中一部分人的原因就是——CPU 不支持 VT。 舉例2： 有了 VT 之后，你可以在“32位”的 Host OS 里面虛擬出“64位”的 Guest OS；若沒有 VT 支持，就無法在“32位”上虛擬“64位”。 ◇如何判斷“VT 是否可用”？首先，你應(yīng)該去查一下自己的電腦是啥型號的，然后 Google 一下該型號的硬件配置，通常都可以在那些電腦行情網(wǎng)站（比如：太平洋電腦網(wǎng)、中關(guān)村在線）上找到該型號使用的 CPU 規(guī)格。在 CPU 規(guī)格中，通常就會提到這款 CPU 是否支持 VT。萬一在 CPU 規(guī)格中沒有提及是否支持 VT，你可以根據(jù)該 CPU 的詳細(xì)型號，再到 Intel 或 AMD 的官網(wǎng)上查，肯定能查到相關(guān)說明。 假如你查到自己的 CPU 是支持 VT 的，還沒完。你還得到操作系統(tǒng)里面檢驗一下，看 VT 在操作系統(tǒng)層面是否可見。 對于使用 Windows 的同學(xué) Intel 和 AMD 各自都提供了專門的檢測工具。不過俺還是推薦用微軟提供的檢測工具（Intel/AMD 通吃）。下載鏈接在“這里”。該工具是綠色的（免安裝），在 Host OS 中運(yùn)行它，就會提示你的系統(tǒng)是否支持 VT。 對于使用 Linux 的同學(xué) 請自行查看 Host OS 中的 /proc/cpuinfo 文件——對于 Intel 芯片，搜索 vmx 標(biāo)志；對于 AMD 芯片，搜索 svm 標(biāo)志。 ◇疑難解答如果你上網(wǎng)查到自己的 CPU 是支持 VT 的，但是用微軟的檢測工具卻顯示不支持，那么很可能是你【沒有】在 BIOS 中開啟 VT 設(shè)置。 如果你在 BIOS 中開啟了 VT，但是微軟的檢測工具還是報告說“不支持 VT”，那么還有如下幾種可能： 1. 有些電腦在系統(tǒng)啟動時會鎖定 VT 設(shè)置。所以你必須先【關(guān)機(jī)】，然后再開機(jī)并進(jìn)入 BIOS 界面，再去修改 VT 設(shè)置。如果你只是【重啟動系統(tǒng)】，沒有進(jìn)行【關(guān)機(jī)】操作，可能會導(dǎo)致 VT 的修改沒生效。 2. 極少數(shù)便攜式電腦在 BIOS 修改 VT 擴(kuò)展之后，要進(jìn)行完全放電，才能讓修改生效。 3. 檢查一下你的芯片驅(qū)動是否裝對了 ★CPU 的并行能力◇名詞解釋所謂的“并行”（parallel），通俗而言就是：讓 CPU 可以同時干多個事情。 CPU 的并行能力，主要通過三種技術(shù)來實現(xiàn)：多處理器（dual processor）、多核（dual core）、超線程（hyper threading）。 至于這三種的詳細(xì)解釋，俺就偷個懶，大伙兒自己去看維基百科吧。 ◇幾種并行技術(shù)的性能對比這三種 CPU 的并行技術(shù)，其優(yōu)缺點(diǎn)對比（尤其是前兩種），網(wǎng)上有不少口水戰(zhàn)?？陀^地講，在不同的使用場景，不同技術(shù)的表現(xiàn)也是不同滴。所以很難一概而論地說哪個技術(shù)更好。 在“多 VM 同時運(yùn)行”的場景下，俺個人認(rèn)為： 其它指標(biāo)相同的情況下，“N個單核的CPU”優(yōu)于“一個N核的CPU” 其它指標(biāo)相同的情況下，“一個雙核的單線程CPU”優(yōu)于“一個單核的超線程CPU”（“超線程”通常指“雙線程”） ◇購買時的考慮如果你正打算采購一臺電腦，并且計劃在該電腦上跑多個 VM。從“性價比”的角度考慮，你應(yīng)該挑選“單 CPU 多核”。 因為個人用的電腦，主板大都只支持【單個 CPU】；支持多 CPU 的電腦，價格要高出很多。所以在性價比考慮之下，只能退而求其次，選“單 CPU 多核”——這是比較劃算的方案。 至于應(yīng)該買“幾核”的 CPU，俺的建議是——在你的預(yù)算內(nèi)，核心數(shù)多多益善。 ◇配置時的考慮主流的虛擬機(jī)軟件（VMware 和 VirtualBox）都可以指定 Guest OS 使用的 CPU 數(shù)量。 對于 VirtualBox，它提供的界面上讓你設(shè)置的是“虛擬 CPU 數(shù)”（對應(yīng)的是“核心數(shù)”）。你設(shè)置的數(shù)量要【小于等于】你物理 CPU 的“總核心數(shù)”（即使是超線程的 core 也只算1個）。 對于 VMware，它提供的界面上可以讓你設(shè)置“CPU 數(shù)”與“每 CPU 核心數(shù)”。此處的設(shè)置比 VirtualBox 復(fù)雜。大伙兒可以參考 VMware 官網(wǎng)的文檔（鏈接在“這里”）。 通常情況下，你只需設(shè)置為跟你的物理 CPU 的情況一致，就可以了。但是有些特殊情況，俺需要提醒一下。 VMware 下的特殊情況： 微軟提供的某些 Windows 版本，會存在 CPU 數(shù)的限定（這是微軟的銷售策略導(dǎo)致的）。比如 Windows Server 2003 Standard Edition 限定了最多只能用4個 CPU（指 processor，不是 core）；比如 WinXP 最多支持2個 CPU（也是指 processor）。如果你分配給 Guest OS 的 CPU（processor） 超過了微軟規(guī)定的上限，那超出的部分就浪費(fèi)了。 ★內(nèi)存相關(guān)的優(yōu)化相比 CPU，內(nèi)存方面沒有太多講究。 ◇購買時的考慮如果你正在考慮買電腦，并且你想跑多個 VM，在預(yù)算范圍內(nèi)盡量買內(nèi)存大的，或者是買來之后自己加內(nèi)存。 需要多大的內(nèi)存，取決于你需要【同時運(yùn)行】的 VM 數(shù)量，以及每個 VM 的用途。 如果你善于優(yōu)化，即使不大的內(nèi)存，也可以同時跑好幾個 VM（本文后續(xù)章節(jié)會稍微聊一下 Guest OS 的優(yōu)化）。 ◇配置時的考慮目前所有的虛擬機(jī)軟件，都可以讓你給每個 Guest OS 單獨(dú)指定內(nèi)存大小。 給 Guest OS 配置內(nèi)存，要恰到好處。 如果配得太小，可能會導(dǎo)致 Guest OS 頻繁使用虛擬內(nèi)存，然后虛存頻繁換頁，就會導(dǎo)致頻繁的磁盤 I/O，自然就拖慢【整臺電腦】的性能。 如果配得太大，可能會導(dǎo)致留給 Host OS 的內(nèi)存太小，然后 Host OS 頻繁使用虛存，同樣會出現(xiàn)頻繁的內(nèi)存換頁和磁盤 I/O?！菊_電腦】的性能同樣會被拖慢。 ◇32位 vs 64位如果電腦的物理內(nèi)存【小于】4GB，你的 Host OS 可以裝“32位”也可以裝“64位”。俺通常建議想玩 VM 的同學(xué)裝“64位”。因為裝了“64位”之后，萬一今后想擴(kuò)展物理內(nèi)存，就不存在 4GB 的限制。 如果電腦的物理內(nèi)存【超過】4GB，你當(dāng)然要直接上【64位】的操作系統(tǒng)。雖然從理論上講，“32位”也可以玩轉(zhuǎn)超過 4GB 的物理內(nèi)存。不過捏，這需要通過一些旁門左道的技術(shù)（比如：PAE/物理地址擴(kuò)展）。俺個人不建議大伙兒（尤其是技術(shù)菜鳥）去折騰這種旁門左道。 ★磁盤相關(guān)的優(yōu)化◇機(jī)械硬盤 VS 固態(tài)硬盤“機(jī)械硬盤”大伙兒應(yīng)該都比較熟悉了，俺就不介紹了。單說說新興的“固態(tài)硬盤”（洋文縮寫是 SSD）。 相比傳統(tǒng)的硬盤，SSD 的優(yōu)點(diǎn)很明顯，有如下幾個： 1. 讀寫速度飛快（尤其是讀速度比機(jī)械硬盤快更多） 2. 無噪音 3. 無懼震動 4. 不發(fā)熱 5. 低功耗 但是 SSD 的缺點(diǎn)同樣明顯，有如下幾個： 1. 損壞后難恢復(fù)（相比機(jī)械硬盤，損壞前無預(yù)兆，一旦損壞就整塊報廢） 2. 寫入次數(shù)很有限（這個可以通過“損耗均衡技術(shù)”來解決） 3. 價格 俺個人覺得：多數(shù)情況下，【沒有必要】刻意追求 SSD。基于性價比考慮（如今 SSD 的價格還是偏高），花小錢升級內(nèi)存比花大錢買 SSD 對性能的提升更明顯。 因為普通人用電腦，操作的軟件大都【不是】“磁盤 I/O 密集型”。比如你用瀏覽器上網(wǎng)，瀏覽器對磁盤的讀寫就非常非常少。比如你用 Office 處理文檔，即使你設(shè)置了“每分鐘自動保存”，對磁盤的讀寫依然是非常少的。 有些同學(xué)可能會問：自己天天下載電影，天天在電腦上播放，這樣算不算“磁盤 I/O 密集型”？俺覺得這個都算不上。因為在線下載，瓶頸在網(wǎng)速（家用寬帶也就 10Mbps 的數(shù)量級，SATA 的傳輸率是 Gbps 的數(shù)量級）。即使是播放本地高清視頻文件，也遠(yuǎn)達(dá)不到磁盤傳輸?shù)纳舷蕖?br> 相對而言，如果你的內(nèi)存足夠大，就可以禁用操作系統(tǒng)的“虛擬內(nèi)存”。如此一來就避免了虛存換頁導(dǎo)致的“磁盤 I/O”——在內(nèi)存緊張的情況下，虛存交換導(dǎo)致的磁盤讀寫，是很驚人的。（下面的章節(jié)還會再提到“虛擬內(nèi)存”的優(yōu)化） ◇記得切換物理磁盤的【工作模式】對于 PC 機(jī)而言，比較常見的硬盤接口有兩種：一種是老式的 PATA（并行 ATA，也叫“IDE”），另一種是新式的 SATA（串行 ATA）。如今新買的電腦，估計都已經(jīng)是 SATA 接口了。 因為電腦廠商要考慮舊操作系統(tǒng)的兼任性，所以大多數(shù) PC 機(jī)的 BIOS 設(shè)置中，都保留了一個“IDE”的兼容模式。在新買的電腦中，有的電腦 BIOS 默認(rèn)設(shè)置是 ACHI（用于 SATA），有的默認(rèn)設(shè)置是 IDE。 如果你不確定的話，建議看一下你電腦的 BIOS 設(shè)置，看看硬盤的工作模式是哪個。如果依然是 IDE 模式，趕緊改成 ACHI 模式。因為 ACHI 模式才能完全發(fā)揮 SATA 接口的性能。 ◇虛擬磁盤【格式】的選擇某些虛擬機(jī)軟件同時支持多種虛擬磁盤格式（典型的就是 VirtualBox，支持好多種）。那么你在創(chuàng)建新的 Guest OS 時，應(yīng)該選擇哪種格式捏？俺的建議是：選擇該虛擬機(jī)軟件原生的格式。 以 VirtualBox 為例。 它同時支持 VDI、VMDK、VHD、HDD、QED 等多種格式。但是這些格式中，只有 VDI 是 VirtualBox 原生支持的——所謂的“原生支持”就是說，這個 VDI 格式本身就是 VirtualBox 的開發(fā)團(tuán)隊發(fā)明的。所以，對 VirtualBox 的用戶而言，如無特殊情況，盡量用它原生的 VDI 磁盤格式。 下面是幾款常見虛擬機(jī)原生的“虛擬磁盤格式”： VirtualBox——VDI VMware——VMDK Virtual PC/Virtual Server——VHD QEMU——QED 補(bǔ)充說明： 使用原生的磁盤格式，除了性能上的考慮，還有一個是基于“安全性”的考慮——對虛擬機(jī)用戶而言，虛擬磁盤承載了你的數(shù)據(jù)，是非常重要滴。 由于原生的磁盤格式就是指虛擬機(jī)軟件的開發(fā)團(tuán)隊自己發(fā)明的格式。所以對“原生格式”的支持，比較【不容易】出故障和 Bug ◇RAID 的考慮如果你的電腦只有一塊物理硬盤，請?zhí)^本小節(jié)。 如果你的電腦中同時插了多塊物理硬盤，可以考慮用 RAID 來提升硬盤的讀寫性能。 由于大部分網(wǎng)友的電腦都是單硬盤，俺就不展開細(xì)聊了。有此需求的同學(xué)可以參考維基百科詞條，選擇適合你的 RAID 方式。 ★優(yōu)化“Guest OS 的內(nèi)存占用”◇使用“更省內(nèi)存”的操作系統(tǒng)如今很多網(wǎng)友都用上 Win7。但是 Win7 的內(nèi)存占用是比較大滴。如果你想在 VM 里面跑 Win7，建議你改用 Windows ThinPC。這是微軟官方發(fā)布的版本，根據(jù) Win7 進(jìn)行精簡（含 Win7 SP1）。它的系統(tǒng)安裝盤小了很多，安裝后的硬盤占用也小了很多，啟動后的內(nèi)存占用也小了很多。關(guān)于 ThinPC 的更多介紹，可以看俺之前的博文《Windows XP 大限已至——要不要換系統(tǒng)？如何換？》。 如果你喜歡折騰技術(shù)，還可以用 Linux 作為 Guest OS。相比 Windows，Linux 的優(yōu)點(diǎn)之一是：可以深度定制。通過定制，可以讓它變得很輕量級，只占用很少的內(nèi)存。如今已經(jīng)有很多現(xiàn)成的“輕量級 Linux 發(fā)行版”（請看維基百科的這個鏈接），其中一些只要幾十兆內(nèi)存就可以正常運(yùn)行。 不熟悉 Linux 的同學(xué)可以參考俺之前的博文《掃盲 Linux：新手如何搞定 Linux 操作系統(tǒng)》。 ◇使用“更省內(nèi)存”的軟件比如說，如今網(wǎng)友們上網(wǎng)，經(jīng)常會在瀏覽器中開啟幾十個標(biāo)簽頁。當(dāng)標(biāo)簽頁開得很多時，瀏覽器占用的內(nèi)存自然也猛增。但是不同的瀏覽器，差異還是很明顯的。俺找到一篇今年（2014）的測評報告（英文原文，中文翻譯），對比了 Chrome 34、Firefox 29、IE 11。當(dāng)開啟 40 個標(biāo)簽頁的情況下，F(xiàn)irefox 的內(nèi)存占用最小，IE 最大。并且 IE 占用內(nèi)存幾乎是 Firefox 的2倍。 俺舉這個例子是想說明——選擇性能更優(yōu)秀的軟件，會幫你節(jié)省很多內(nèi)存。 ◇禁用不需要的系統(tǒng)服務(wù)（service）Windows 是面向傻瓜用戶的，而且 Windows 的應(yīng)用范圍很廣（從商務(wù)辦公到居家打游戲），所以它默認(rèn)開啟了很多系統(tǒng)服務(wù)。因為微軟不確定這些服務(wù)是否會被用到，所以就把【可能用到】的服務(wù)，都設(shè)置為“自動”啟動。 這樣一來，確實方便了傻瓜用戶，但是也導(dǎo)致默認(rèn)的系統(tǒng)服務(wù)占用太多內(nèi)存。所以你需要把那些你壓根兒用不到的服務(wù)停掉（把啟動方式修改為“手動”）。（至于哪些服務(wù)可以停掉，大伙兒如果感興趣，再另外寫一篇） ◇去掉不需要的啟動項（auto run）很多軟件（尤其是流氓軟件）喜歡在“啟動項”里面加?xùn)|西。有些啟動項壓根兒用不到，豈不是白白浪費(fèi)內(nèi)存？ 所以你應(yīng)該清理一下那些沒啥用的啟動項。 ◇虛擬內(nèi)存的設(shè)置其實在剛才，俺已經(jīng)提到了“虛擬內(nèi)存”的話題。 “虛擬內(nèi)存”簡稱“虛存”，洋文叫做“virtual memory”，維基百科的詞條在“這里”。 經(jīng)常聽到有人抱怨系統(tǒng)太卡。當(dāng)系統(tǒng)運(yùn)行變慢的時候，你觀察一下系統(tǒng)的內(nèi)存使用，然后再看一下電腦的硬盤燈。如果系統(tǒng)的內(nèi)存使用已經(jīng)很高，并且硬盤燈長亮。這通常說明系統(tǒng)在進(jìn)行頻繁的“虛存交換/虛存換頁”。這個過程需要進(jìn)行頻繁的磁盤讀寫，從而拖慢了整個系統(tǒng)。于是你就覺得系統(tǒng)很卡。 關(guān)于“虛存”，俺的經(jīng)驗是：先把物理內(nèi)存搞大，然后禁用虛存。由于物理內(nèi)存足夠，并且虛存被禁用，那么就不存在“虛存交換”，這可以降低很多的磁盤 I/O 過程。 套用到 VM 管理上——你必須給每個 Guest OS 配置足夠大的內(nèi)存，然后在 Guest OS 里面禁用“虛存”（具體如何禁用，你自己去 Google 一下）。 注意事項： 如果你要使用俺這個建議，要確保系統(tǒng)的內(nèi)存是足夠的。在禁用虛存的情況下，如果內(nèi)存耗盡，可能會導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰或者某個進(jìn)程崩潰。 ★雜項在本文的最后，俺順便列舉一些雜七雜八的注意事項。 ◇在 Guest OS 中安裝虛擬化的相關(guān)驅(qū)動雖然這條放在“雜項”，但是這條很重要。 當(dāng)你安裝好 Guest OS 的操作系統(tǒng)之后，首先記得在這個 Guest OS 里面安裝虛擬機(jī)軟件的驅(qū)動。對于 VMware 而言，這玩意兒叫做“VMware Tools”；對 VirtualBox 而言，這玩意兒叫做“Guest Additions”。 裝好之后，除了改善很多 GUI 方面的體驗（比如“鼠標(biāo)的無縫融合”，比如“改進(jìn) Guest 的屏幕分辨率”），還可以改善其它的一些虛擬設(shè)備的性能。 ◇3D 加速如果你要運(yùn)行一些涉及 3D 的應(yīng)用（比如 3D 游戲），要記得去 Guest OS 的設(shè)置界面，勾選“3D 加速”這個選項（VirtualBox 和 VMware 都有此選項）。 ◇禁止殺毒軟件掃描虛擬磁盤文件Guest OS 的虛擬磁盤文件，通常都很大很大（相當(dāng)于把虛擬系統(tǒng)的所有硬盤內(nèi)容放在一個文件中）。如果 Host OS 里面的殺毒軟件嘗試去掃描這些虛擬磁盤文件，由于文件太大，會導(dǎo)致掃描過程消耗非常多的磁盤 I/O，從而拖慢你整臺電腦的性能。 所以，你必須對殺毒軟件進(jìn)行一些設(shè)置，禁止它去掃描那些存放 Guest OS 的目錄。 |
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