說起虛擬機(jī)，大家都不陌生。需要使用虛擬機(jī)的場(chǎng)景也非常的多，比如有志于寫操作系統(tǒng)的同志，往往需要一個(gè)虛擬機(jī)來運(yùn)行和調(diào)試他寫的系統(tǒng)；再比如喜歡研究網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的朋友，需要在自己的電腦上虛擬出N個(gè)系統(tǒng)組成各種各樣的網(wǎng)絡(luò)。（這個(gè)需要電腦的配置夠強(qiáng)大才行，幸好本人的電腦夠。）還比如用Windows的想玩Linux，用Linux想玩Windows，這樣用虛擬機(jī)玩起來也比較方便；最后比如有人想研究一下目前最流行的大數(shù)據(jù)啊、云計(jì)算啊，想試一試Hadoop、Spark、OpenStack什么的，沒有虛擬機(jī)怎么搭建實(shí)驗(yàn)環(huán)境。我自己也經(jīng)常用虛擬機(jī)，在Windows中用的是VMWare，感覺它功能強(qiáng)大、使用方便，運(yùn)行效率也非常的高。我的博客中有不少內(nèi)容都是在虛擬機(jī)中折騰出來的，你們能分得出來嗎？在Linux系統(tǒng)下，我也用虛擬機(jī)。比如在我的這一篇《使用GCC和GNU Binutils編寫能在x86實(shí)模式運(yùn)行的16位代碼》中，我就使用QEMU來運(yùn)行一個(gè)FreeDOS系統(tǒng)，用來調(diào)試我的16位代碼。其實(shí)我自己也是一個(gè)喜歡研究操作系統(tǒng)的主，結(jié)識(shí)QEMU就是從《自己動(dòng)手寫操作系統(tǒng)》這本書開始的。

　　虛擬機(jī)的分類很復(fù)雜。什么全虛擬、半虛擬什么的搞得人頭暈。我用過的虛擬機(jī)也不少了，也總是分不清這些概念。而且桌面用戶和企業(yè)級(jí)用戶對(duì)虛擬機(jī)的期望值是不一樣的。比如說，我可能期望這樣一個(gè)虛擬機(jī)：

　　1.它能模擬出一臺(tái)完整的個(gè)人電腦，我可以給它安裝任何我想安裝的操作系統(tǒng)；

　　2.它要有比較好用的圖形界面，模擬出的電腦也要能無障礙運(yùn)行Windows或Gnome這樣的圖形系統(tǒng)，能打游戲最好；

　　3.客戶操作系統(tǒng)所用的硬盤就是宿主操作系統(tǒng)中的一個(gè)鏡像文件，隨時(shí)可復(fù)制粘貼，隨時(shí)可打包帶走；

　　4.最好能模擬出一些本身不存在的硬件，比如多個(gè)網(wǎng)卡什么的。

　　很顯然，VMWare Workstation就是這樣一個(gè)可以完美滿足我要求的桌面用戶最滿意的虛擬機(jī)。我經(jīng)常使用它來折騰各個(gè)Linux發(fā)行版，而且運(yùn)行流暢。當(dāng)然，在Linux這個(gè)開源的世界我們是不該去使用破解版這樣的東西的。不過不用擔(dān)心，在Linux江湖中，還有VirtualBox、QEMU這樣的虛擬機(jī)軟件可用。

　　而企業(yè)級(jí)用戶呢，他們期望的虛擬機(jī)可能是這樣的：

　　1.它不一定要能模擬出一臺(tái)完整的電腦，重點(diǎn)是CPU、內(nèi)存、磁盤和網(wǎng)卡，重點(diǎn)是能當(dāng)服務(wù)器使用；

　　2.它性能一定要好，虛擬的CPU性能一定要接近物理CPU，一定要充分利用物理CPU的所有特性，為了性能，甚至只能安裝經(jīng)過修改過內(nèi)核的操作系統(tǒng)；（所謂的半虛擬化技術(shù)。）

　　3.它隔離性一定要好，它的目的是把一臺(tái)機(jī)器分成N臺(tái)機(jī)器用，而管理這N臺(tái)虛擬機(jī)的宿主機(jī)要越不占用資源越好，客戶機(jī)是主，宿主機(jī)是次；（正如Xen這樣。）

　　4.由于企業(yè)級(jí)用戶對(duì)性能的追求，所以客戶機(jī)所用的硬盤可能真是一個(gè)獨(dú)立的物理硬盤、磁盤陣列、網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)什么的，而不僅僅只是宿主機(jī)上的一個(gè)鏡像文件；

　　5.它不一定需要有圖形界面，因?yàn)槭褂妹钚薪缑娓菀坠芾?，比如自?dòng)化啊、遠(yuǎn)程化啊、批量化啊什么的；

　　6.更多的企業(yè)級(jí)高可用性需求，比如什么熱備份啊、動(dòng)態(tài)遷移啊什么的。

　　從上面這些期望值可以看出，虛擬機(jī)領(lǐng)域水很深，市場(chǎng)前景也比較廣闊。各個(gè)虛擬機(jī)廠家把自家產(chǎn)品吹得天花亂墜那也是很常見的，因?yàn)槊恳粋€(gè)用戶期望的點(diǎn)都可以大做文章嘛。所謂臨淵羨魚，不如退而結(jié)網(wǎng)，各種虛擬機(jī)看得再過癮，也不如自己嘗試一下。

　　今天我介紹的是QEMU。還是老規(guī)矩，我的博文并不是該軟件的使用手冊(cè)，所以，它的學(xué)習(xí)資料還請(qǐng)參考QEMU的官網(wǎng)：

　　http://wiki.qemu.org/Main_Page

　　或者，在自己的系統(tǒng)中輸入如下命令：

　　等等...

　　QEMU本身是一個(gè)非常強(qiáng)大的虛擬機(jī)，甚至在Xen、KVM這些虛擬機(jī)產(chǎn)品中都少不了QEMU的身影。在QEMU的官方文檔中也提到，QEMU可以利用Xen、KVM等技術(shù)來加速。為什么需要加速呢，那是因?yàn)槿绻麊渭兪褂肣EMU的時(shí)候，它自己模擬出了一個(gè)完整的個(gè)人電腦，它里面的CPU啊什么的都是模擬出來的，它甚至可以模擬不同架構(gòu)的CPU，比如說在使用Intel X86的CPU的電腦中模擬出一個(gè)ARM的電腦或MIPS的電腦，這樣模擬出的CPU的運(yùn)行速度肯定趕不上物理CPU。使用加速以后呢，可以把客戶操作系統(tǒng)的CPU指令直接轉(zhuǎn)發(fā)到物理CPU，自然運(yùn)行效率大增。

　　QEMU同時(shí)也是一個(gè)非常簡(jiǎn)單的虛擬機(jī)，給它一個(gè)硬盤鏡像就可以啟動(dòng)一個(gè)虛擬機(jī)，如果想定制這個(gè)虛擬機(jī)的配置，比如用什么樣的CPU啊、什么樣的顯卡啊、什么樣的網(wǎng)絡(luò)配置啊，指定相應(yīng)的命令行參數(shù)就可以了。它支持許多格式的磁盤鏡像，包括VirtualBox創(chuàng)建的磁盤鏡像文件。它同時(shí)也提供一個(gè)創(chuàng)建和管理磁盤鏡像的工具qemu-img。QEMU及其工具所使用的命令行參數(shù)，直接查看其文檔即可。

　　下面開始體驗(yàn)。先看看Ubuntu軟件源中和QEMU有關(guān)的包有哪些：

　　我的電腦是Intel的CPU，而我想虛擬的也是個(gè)人電腦，所以我安裝的自然是qemu-system-x86，另外一個(gè)有用的是qemu-utils。查看QEMU軟件包中的工具及文檔：

　　使用qemu-img創(chuàng)建磁盤映像文件，使用qemu-system-i386啟動(dòng)虛擬機(jī)，并安裝操作系統(tǒng)：

　　WinXP估計(jì)是目前全網(wǎng)絡(luò)上最好下載的操作系統(tǒng)了。運(yùn)行以上命令后，彈出熟悉的系統(tǒng)安裝界面。安裝過程我就不啰嗦了。下圖是安裝完WinXP操作系統(tǒng)之后的效果。可以給qemu-system-i386指定更多的參數(shù)，在再一次啟動(dòng)WinXP的時(shí)候，我除了給它分配了2G內(nèi)存，我還使用-smp 2參數(shù)為它分配了兩個(gè)CPU，還使用-vga vmware為它指定和VMWare虛擬顯卡一樣的顯卡。雖然指定兩個(gè)CPU，但是性能仍較差。隨便拖動(dòng)一下窗口CPU使用率就飆升到100%。

　　而且從上圖中可以看到，虛擬機(jī)中的CPU雖然顯示為3.5GHz，但是很顯然是QEMU模擬出來的，和物理CPU有顯著差別。事實(shí)上我的電腦配置相當(dāng)強(qiáng)悍，Core i7-4770K的四核八線程CPU，請(qǐng)看lshw的輸出結(jié)果：

　　Intel Core i7-4770K的CPU，虛擬出的XP也分配了2G的內(nèi)存和兩個(gè)CPU，但是流暢度仍較差。說明單純使用QEMU還是不能滿足我們桌面用戶的需要。配合Xen或者KVM呢？性能是否會(huì)有質(zhì)的飛躍？敬請(qǐng)期待下篇。