Ballooning简介
通常来说，要改变客户机占用的宿主机内存，是要先关闭客户机，修改启动时的内存配置，然后重启客户机才能实现。而内存的ballooning（气球）技术可以在客户机运行时动态地调整它所占用的宿主机内存资源，而不需要关闭客户机。
Ballooning技术形象地在客户机占用的内存中引入气球（Balloon）的概念，气球中的内存是可以供宿主机使用的（但不能被客户机访问或使用），所以，当宿主机内存使用紧张，空余内存不多时，可以请求客户机回收利用已分配给客户机的部分内存，客户机就会释放其空闲的内存，此时若客户机空闲内存不足，可能还会回收部分使用中的内存，可能会换出部分内存到客户机的交换分区（swap）中，从而使得内存气球充气膨胀，从而让宿主机回收气球中的内存可用于其他进程（或其他客户机）。反之，当客户机中内存不足时，也可以让客户机的内存气球压缩，释放出内存气球中的部分内存，让客户机使用更多的内存。
很多现代的虚拟机，如KVM、Xen、VMware等，都对Ballooning技术提供支持。关于内存Balloon的概念，如图所示。
KVM中Ballooning的原理
KVM中Ballooning的工作过程主要如下几个步骤：
1. Hypervisor（即KVM）发送请求到客户机操作系统让其归还一定数量的内存给hypervisor。
2. 客户机操作系统中的virtio_balloon驱动接收到hypervisor的请求。
3. virtio_balloon驱动使客户机的内存气球膨胀，气球中的内存就不能被客户机访问。如果此时客户机中内存剩余量不多（如某应用程序绑定/申请了大量的内存），并不能让内存气球膨胀到足够大以满足hypervisor的请求，那么virtio_balloon驱动也会让尽可能多地提供内存内存使气球膨胀，尽量去满足hypervisor的请求中的内存数量（即使不一定能完全满足）。
4. 客户机操作系统归还气球中的内存给hypervisor。
5. hypervisor可以将从气球中得来的内存分配到任何需要的地方。
6. 如果从气球中得到来内存没有处于使用中，hypervisor也可以将内存返还到客户机中，这个过程为：a. hypervisor发请求到客户机的virtio_balloon驱动；b. 这个请求让客户机操作系统压缩内存气球；c. 在气球中的内存被释放出来，重新让客户机可以访问和使用。
KVM中Ballooning使用示例
KVM中的Ballooning是通过宿主机和客户机协同来实现的，linux内核需配置 “CONFIG_VIRTIO_BALLOON=m”
在QEMU命令行中可用“-balloon virtio”参数来分配Balloon设备给客户机让其调用virtio_balloon驱动来工作，而默认值为没有分配Balloon设备（与“-balloon none”效果相同）。
-balloon virtio[,addr=addr] #使用VirtIO balloon设备，addr可配置客户机中该设备的PCI地址。
在QEMU monitor中，提供了两个命令查看和设置客户机内存的大小。
(qemu) info balloon #查看客户机内存占用量（Balloon信息）
(qemu) balloon num #设置客户机内存占用量为numMB
KVM中使用ballooning的操作步骤如下：
启动虚拟机
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# /usr/libexec/qemu-kvm centos70-64.qcow2 -m 2G -balloon virtio -monitor telnet::3333,server,nowait -serial stdio
qemu-kvm: -balloon virtio: warning: This option is deprecated. Use '--device virtio-balloon' to enable the balloon device.
VNC server running on ::1:5900
qemu-kvm: terminating on signal 2
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# /usr/libexec/qemu-kvm centos70-64.qcow2 -m 2G -device virtio-balloon -monitor telnet::3333,server,nowait -serial stdio
VNC server running on ::1:5900
CentOS Linux 7 (Core)
Kernel 3.10.0-1127.el7.x86_64 on an x86_64
localhost login: root
Password:
Last login: Tue Apr 13 21:59:21 on ttyS0
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#连接qemu monitor，
[root@localhost ~]# telnet localhost 3333
Trying ::1...
Connected to localhost.
Escape character is '^]'.
QEMU 2.12.0 monitor - type 'help' for more information
(qemu)
(qemu) info balloon
balloon: actual=2048
(qemu) balloon 1024
(qemu) info balloon
balloon: actual=1024
(qemu)
查看内存变化
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# lspci | grep -i balloon
00:04.0 Unclassified device [00ff]: Red Hat, Inc. Virtio memory balloon
[root@localhost ~]# lspci -s 00:04.0 -v
00:04.0 Unclassified device [00ff]: Red Hat, Inc. Virtio memory balloon
Subsystem: Red Hat, Inc. Device 0005
Physical Slot: 4
Flags: bus master, fast devsel, latency 0, IRQ 11
I/O ports at c040 [size=32]
Memory at fe000000 (64-bit, prefetchable) [size=16K]
Capabilities: [84] Vendor Specific Information: VirtIO: <unknown>
Capabilities: [70] Vendor Specific Information: VirtIO: Notify
Capabilities: [60] Vendor Specific Information: VirtIO: DeviceCfg
Capabilities: [50] Vendor Specific Information: VirtIO: ISR
Capabilities: [40] Vendor Specific Information: VirtIO: CommonCfg
Kernel driver in use: virtio-pci
Kernel modules: virtio_pci
[root@localhost ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1837 116 1598 8 122 1582
Swap: 923 0 923
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 813 116 574 8 122 558
Swap: 923 0 923
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]#
