(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211226255.0 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 电子科技大 学 地址 611731 四川省成 都市高新区 （西区） 西源大道 2006号 申请人 中移物联网有限公司 (72)发明人 李蒙　肖堃　谭钦云　罗蕾　 陈丽蓉　 (74)专利代理 机构 成都行之智 信知识产权代理 有限公司 5125 6 专利代理师 温利平 (51)Int.Cl. G06F 9/50(2006.01) (54)发明名称 一种基于微内核的负载均衡方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于微内核的负载均衡 方法， 随机选择负载均衡决策内核， 各个内核分 别对其上的任务负载进行监控， 对于各个内核， 根据其运行队列中每个任务的历史负载和当前 运行状态计算得到任务的当前负载， 然后将运行 队列中所有任务的负载求和得到内核的负载， 再 由决策内核进行负载均衡： 如果有新任务创建， 则将新任务 分配至任务负载等级最小的内核， 如 果达到预设的负载均衡触发条件， 则对当前各个 内核任务负载情况进行分析， 在必要时进行任务 的核间迁移来实现负载均衡； 每次负载均衡完毕 后根据当前任务负载判断是否需要进行决策内 核迁移。 本发明以任务为粒度来计算负载， 并且 考虑任务历史负载的影 响， 使得负载均衡更加精 确、 合理。 权利要求书2页 说明书5页 附图1页 CN 115470006 A 2022.12.13 CN 115470006 A 1.一种基于微内核的负载均衡方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1： 记微内核操作系 统中包含内核数量为N， 在微内核操作系统启动时， 随机选择一个 内核作为负载均衡的决策内核n*； S2： 微内核操作系统中各个内核分别对其上的任务负载进行监控， 统计得到各个时刻t 时该内核的负载Ln,t， n＝1,2,…,N， 具体方法如下： 每个内核计算 其运行队列中每 个任务在时刻t的负载l oadn,m,t： 其中， m＝1,2, …,Mn， Mn表示第n个内核运行队列中的任务数量， loadn,m,t‑1表示上一时 刻t‑1时第n个内核中第m个任务的负载， loadn,m,0为第n个内核中第m个任务的时间片大小， runtimen,m,t为时刻t所在统计周期中第n个内核中第m个任务的实际运行时间， y表示预 设的 衰减系数； 每个内核将其 运行队列中每 个任务在时刻t的负载求和， 得到该内核的负载Ln,t： S3： 决策内核对每个内核当前的任务负载状态进行评估， 得到各个内核的任务负载等 级Sn,t； S4： 决策内核判断微内核操作系统中是否有新任务创建， 如果有新任务创建， 进入步骤 S5， 否则进入步骤S6； S5： 从所有内核中选择任务负载等级最小的内核， 将新任务分配至该内核， 返回步骤 S2； S6： 决策内核判断是否达到预设的负载均衡触发条件， 如果是， 进入步骤S7， 否则返回 步骤S2； S7： 决策内核获取当前每个内核的任务负载， 筛选出负载最重的内核nmax和负载最轻的 内核nmin， 然后对这两个内核的任务负载进行任务负载状态评估， 得到对应的任务负载等 级， 如果内核nmax的任务负载等级为重或内核nmin的任务负载等级为轻， 则进 行负载均衡， 否 则说明当前任务负载情况不需要 进行负载均衡， 不作任何操作； 负载均衡的具体方法如下： 从内核nmax上筛选出时间片大小最小的任务task， 然后计算任务task从内核nmax迁出前 内核nmax的任务负载 以及任务task迁入内核nmin后内核nmin的任务负载 如果 则调用核间任务迁移函数将任务task从内核nmax迁移至内核nmin， 否则不作任 何操作； S8： 决策内核 n*重新对各个内核进行任务负载状态 评估， 判断自身的任 务负载等级是否 小于预设的任务负载等级阈值 如果是则不进行决策内核切 换， 否则从其他各个内核中 筛选出任务负载等级最小的内核 如果内核 的任务负载等级大于等于任务负载等级 阈 值 则不进行决策内核切换， 否则决策内核n*将负载均衡决策权限移交至内核 即令内 核 作为决策内核n*， 返回步骤S2。 2.根据权利要求1所述的基于微内核的负载均衡方法， 其特征在于， 所述任务负载状态权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470006 A 2评估的具体方法如下： 将任务负载分为重、 正常、 轻三个等级， 计算微内核操作系统中当前时刻所有内核的任 务负载平均值 采用以下公式确定第n个内核的任务负载等级Sn,t： 其中， T表示预设的比例常数， 0＜T＜1， heavy表示当前内核处于负载重的状态； normal 表示当前内核处于负载正常状态； l ight表示当前内核处于负载 轻状态。 3.根据权利要求1所述的基于微内核的负载均衡方法， 其特征在于， 所述步骤S6 中负载 均衡触发条件为两种情况之一： 达到预设的负载均衡周期， 或有空闲内核向决策内核发送 负载均衡请求。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470006 A 3