虛擬化技術如何改善軟件開發？
也許正是VMware公司的工作站（Workstation）產品，讓虛擬化技術走上了迅速成名的道路。該產品允許各個用戶可以運行多個操作系統、操作系統版本或實例（類似多個應用程序窗口），而不是只有每次運行一個操作系統的多重啟動環境。但在許多公司，虛擬化技術卻是這樣出現的：開發人員首先悄悄使用這項技術來進行測試和開發，然后再把虛擬化工具介紹給IT主管。
盡管如今虛擬化在推動許多生產環境，比如服務器和桌面基礎架構，并充當一種資源提供工具，虛擬化也被越來越多的軟件開發人員所使用。首先，他們使用虛擬化工具，便于提供用于開發和測試的一系列目標環境（比如不同的操作系統、操作系統版本和瀏覽器），并且便于迅速而輕松地提供/重新提供配置實例。
下面介紹如今的一些開發人員在如何使用虛擬化、為什么使用虛擬化，以及他們對目前的虛擬化技術存著什么樣的問題。
提供多種測試環境
高級軟件架構師Mark Friedman效力于微軟的開發部門，該部門有3000多名員工在開發Visual Studio和.NET框架。Friedman本人主要開發隨微軟Visual Studio Team System這套開發工具交付的性能工具。Friedman還是計算機測量組織（Computer Measurement Group）的董事，他說："我所在部門大約三分之二的人從事開發和測試工作――這些開發和測試人員大多數在使用系統虛擬化（通過微軟的Hyper-V技術），作為他們主要的生產力工具之一。"
虛擬化技術的一個主要優勢在于，它能夠分離不穩定的環境，這是任何開發人員都希望在應用程序設計的早期階段所具備的功能。Friedman表示，隨著微軟工具的不斷開發，測試早期版本可能會使開發人員的整個計算環境不穩定。
他說："這是無法改變的本質。除了最簡單的桌面應用程序外，幾乎任何應用程序都會導致系統崩潰。我經常告訴我的開發人員，如果他們沒有經常導致系統崩潰，說明他們的嘗試還不夠積極。我們喜歡虛擬化技術，因為它能節省時間，讓我們的開發人員可以花更多時間用在有挑戰性的工作上，而不是用在準備測試環境那些單調而極其耗費時間的方面上。"
與其他虛擬化工具一樣，微軟的Hyper-V可以讓用戶對系統"拍取快照"，保留"最近一個已知的完好版本"。Friedman說："我們創建了回滾機制（rollback），那樣我們在幾分鐘之內就能把系統恢復到之前的那個完好狀態。另一種方法就是，不得不重新創建系統鏡像或者重新構建環境，但這需要好幾個小時。而虛擬化技術大大節省了時間。"
Friedman的小組還在質量保證（QA）測試當中全面利用了虛擬化技術和虛擬機鏡像。他說："一旦通過了開發人員的單元測試，我們就會談論測試矩陣――比如在什么版本的操作系統上運行測試矩陣。然后，我們需要針對32位版本或64位版本進行測試。使用虛擬機鏡像是維持一系列測試環境的最快速、最省錢、最靈活的一種方法。在我們的質量保證實驗室，我們一直在這么做；我們進行了許多自動化測試，以便把這些鏡像作為虛擬機來保存，并且用測試套件對它們進行測試。這種方法很實用；我們節省了許多時間，多得讓人難以置信。"
拍取快照、然后在幾分鐘之內恢復工作鏡像的功能特別重要，不必為重建系統等上數小時。Friedman說："你在查找軟件錯誤時，僅僅為了重現軟件錯誤，常常得花上一兩天時間來建立環境，所以你一次又一次地花時間來重建系統――這浪費了時間；從而導致工作效率降低。"
比方說，某個軟件錯誤導致系統崩潰時，開發人員就得回過頭去，找出系統崩潰的那個地方。Friedman說："人們最初設置的斷點常常離進程太遠，于是系統再次崩潰。因為開發人員在一天內很容易導致系統崩潰好幾次，趁開發人員對問題很清楚的時候，能夠迅速恢復，然后重新運行調試過程，這大有幫助。如果你在調試一個復雜的軟件錯誤，能保持在這種狀態下再好不過了。"
開發人員表示，虛擬化技術非常有助于迭代測試。Adam Moskowitz是生產及銷售一系列節能型計算機的SiCortex公司的高級軟件工程師，他說："我們有許多測試系統供我們的開發人員使用――每個測試系統都需要各自的x86控制系統。我們使用虛擬化技術來創建虛擬機，然后虛擬機'連接到'外部集群板，而不是購置許多PC，哪怕是最便宜的PC。"
SiCortex的開發部門使用免費版本的VMware Server，運行在功能較強大的機架服務器上（配備雙核或四核x86處理器、4GB內存和300GB硬盤），這些服務器可以運行四至八個充當控制系統的虛擬機。Moskowitz說："因為控制系統上的負載非常小，這種辦法的效果非常好，資本開支也比較低。我們大約25名工程師中有一半以上的人在使用這些虛擬化系統。"
Moskowitz表示，控制系統虛擬化的一個主要好處就是易于測試。他說："想要一個實驗系統？你只要克隆一個標準的虛擬機，就可以使用了。虛擬化工具有價值的另一個原因就是易于配置；開發人員只要用最新軟件構建一個虛擬機――只要構建一次；以后你想要多少個虛擬機，就可以克隆多少個。"
Mike Brescia在一家記錄及恢復實時環境數據的公司工作；他說："除了把系統作為虛擬設備來提供外，我們公司的開發人員還使用虛擬化技術，在比較少的硬件設備上搭建不同的測試環境，比如Windows和Linux環境。"Brescia表示，克隆一個干凈的計算機系統用于測試要比拷貝磁盤鏡像、使用Clonezilla克隆工具簡單得多。他補充說："運行虛擬機不需要拆掉、清除整個系統；我們只需要小心，別往主機機器上裝入過多的資源。"
設計和營銷公司Eli Kirk的高級Web開發人員Connor Boyack表示，該公司的15名Web開發人員必須兼顧許多Web瀏覽器和操作系統的需要。Boyack在Mac OS X Leopard操作系統上使用Parallels版本4，并且運行各自安裝了Windows XP、OpenSUSE 11和Windows 7測試版等操作系統的虛擬機。Boyack說："創建實用、而且外觀一致的網站需要進行大量的瀏覽器測試；這樣一來，虛擬化技術必不可少。虛擬化技術讓我可以使用多個操作系統和多個瀏覽器，讓它們可以無縫合作（前提是Windows XP運行要順暢）。"
SmartLogic Solutions公司的開發人員Nick Gauthier也認為，能夠同時測試許多不同場景、確保有一致的用戶體驗，這是一大優勢。"另一個優勢就是，如果用戶有抱怨，可以啟動某個特定的版本和瀏覽器。我們再沒有必要說'哦，我不運行這個瀏覽器，我用的是Linux操作系統；'現在我們可以說'稍等片刻；我發現問題了，我馬上解決。'"
Eric Floer是開發及銷售遠程備份設備的新興公司3X Systems的首席技術官，他說："我們使用虛擬化技術測試平臺上的軟件以及我們支持的應用程序（以便保證質量）；如果客戶出現了問題需要支持，還可以用來重現客戶環境。虛擬化讓我們可以迅速構建及拆掉環境，而且只要使用數量極少的物理硬件就可以做到。"對一家小規模的新興公司而言，這種使用極少資本開支就能測試許多平臺和環境的能力非常重要。另外，"虛擬化技術大大提高了我們產品的質量和可靠性，"Floehr補充說。
Aamoggemon軟件公司致力于為手持計算機開發程序，原先為Palm OS開發程序，現在還為Symbian OS Series 60和PocketPC開發程序。開發人員Tam Hanna說："現在我使用虛擬化有好多原因；主要原因是，基于Cygwin/Elipse的開發系統很流行（針對J2ME的Eclipse、Palm的PODS和諾基亞的Carbide）。把這些開發系統全部安裝在一臺機器上會導致它們都出問題。所以，我需要使用虛擬化技術，以便能夠完成我的工作。此外，我想使用虛擬機，確保所有機器上都有同樣的配置設置。"
MarkMail是一家搜索公共郵件列表歸檔的免費服務機構。MarkMail的開發人員John D. Mitchell（其正式頭銜是"狂熱的科學家"）聲稱："我們的團隊在許多方面使用虛擬化技術。關鍵在于，對系統中的每一項服務進行虛擬化處理給了我們很大的靈活性。在開發時，我們對物理資源沒有太多的要求，那樣我們在少數幾個硬件節點上就能運行許多虛擬實例，包括數據庫。"
MarkMail用的是OpenVz，那樣開發人員沙盒中的鏡像與部署環境的完全一樣。Mitchell說："有了虛擬化技術，測試不同的環境和版本等方面就非常容易；我們總是可以拆掉一個實例，然后從干凈的檢查點重新創建一個實例。"據Mitchell聲稱，使用虛擬化技術可以減少所要購買、租用及管理的硬件數量。"總的來說，我們使用的虛擬實例與硬件節點之比大約是3：1。"
虛擬化的局限
開發人員承認，開發過程中有許多方面是虛擬化技術無能為力的。
3X公司的Floehr強調："虛擬化無能為力的一個方面就是對我們的產品（基于網絡的備份設備）進行壓力測試（stress testing）。盡管我們可以在虛擬化環境同時測試10個客戶機，但那不是真正的壓力測試，因為10個客戶機只使用4個物理CPU和兩塊網卡來測試；如果在實際環境有10個物理客戶機，這些約束條件就不會存在。"
MarkMail的Mitchell補充說："虛擬化確實會增加一些復雜性。它總是會增加一些延遲。但是更糟的是，如果改變底層的執行環境――比如從開發環境到測試環境再到生產環境，就無法依賴虛擬機清楚地了解性能方面的特點。"
最后，Mirtchell強調"當前一代的桌面虛擬化產品仍有太多令人頭疼的問題、缺陷以及缺失的功能，"至少開發人員在用于軟件開發方面就遇到了這種情況。
微軟的Mark Friedman說："如果進行負載測試或規模擴展，就得運行在原始硬件和物理機器上。除非你準備部署在虛擬機上，否則性能方面的特點完全不一樣。性能測量方面的情況也是這樣。"Friedman強調，但隨著時間的推移，這個問題有望得到解決。
Friedman表示，另外，虛擬化行業采用的半虛擬化方法改變了操作系統的一些底層方面，尤其是操作系統的驅動程序。"所以，如果你依賴特定的驅動程序或硬件環境，那就會受到影響。比方說，有一個虛擬網卡，有一個特定的驅動程序。該驅動程序'可識別虛擬化技術'。你就得明白，如果你需要針對一組本地驅動程序進行測試，在虛擬機里看不到驅動程序。所以，這影響了從事驅動程序開發的人員，但對Web開發人員沒有影響。"
Friedman還指出："如果你有一個多層應用程序需要幾臺機器，把這些機器整合成共享硬件意味著'你可以進行的是功能測試，而不是性能測試。'"
盡管有這樣那樣的問題，虛擬化技術已經為開發人員帶來了切實的好處。微軟的Friedman說："一旦我們的開發人員學會使用虛擬化技術，這項技術就能提高他們的工作效率。虛擬化技術讓他們可以花更多的時間用在編碼、測試和調試上。它消除了用在構建及準備環境方面的大量時間和延遲，我們并不希望他們把大部分時間用在這方面上。"
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