前言 为何写作本书 大约在2014年底，我参与了一个项目，使用Android模拟器在x86架构的机器上运行各种Android游戏。当时项目遇到的核心问题是游戏运行卡顿严重，印象中普通的小游戏每秒大约只能渲染十几帧，大型游戏则完全无法成功加载。运行模拟器的机器都有顶配的显卡，因此硬件性能并不存在问题。那么问题就出在软件架构上了。当时采用的软件架构是：使用虚拟机运行Android程序，Android中有一个模块会将数据通过网络传送给另外一个本地应用进行渲染。对于游戏这种数据量很大的应用，采用网络包传输显然不是一个最优的方案。除了网络包在协议栈中的各种复杂处理外，大量的网络包传输会导致虚拟机和主机之间的频繁切换，这将耗费大量的计算资源。基于此，我们设计的新方案是在VMM层实现一个虚拟设备，在Guest内部通过这个虚拟设备向渲染程序发送数据。虚拟设备通过IPC方式与负责渲染的程序进行通信。方案实现后，原来无法加载的大型游戏每秒都可以达到Android的渲染上限60帧。 2015年我参与了另外一个项目，将虚拟机的块设备数据存储到块存储集群。原有的方案是在宿主机上采用SCSI创建一个块设备，然后将这个块设备传给Qemu，SCSI设备再通过iSCSI协议将块数据传递给远端块存储集群。这个方案有很多弊端，块数据经历了两次I/O栈，一次是Guest内核中的，另外一次是Host内核中的，因此效率很低。另外，这个方案还有个致命的问题：那时偶尔会遇到内核中iSCSI协议的Bug，此时除了重启宿主机外别无他法，而且那时热迁移还不是很成熟，可以想象一下重启宿主机的后果。为了解决这些问题，我们设计了另外一种方案，在Qemu中实现一个虚拟块设备，绕过内核的I/O栈，在该虚拟块设备中直接将块数据通过TCP/IP发给块存储集群，从而不再依赖iSCSI协议。方案实现后，IOPS获得了极大的提升，系统的稳定性也…