libvirt Java API使用教程-服务器评测

虚拟化简介

虚拟化是将计算机的各种实体资源（CPU、内存、存储、网络等）进行抽象后呈现出来，即是将一台物理计算机分割成多台计算机，实现在一台计算机上运行多台虚拟机，每台虚拟机可运行不同的操作系统，可包含不同的虚拟硬件，并且它们在相互独立的空间内运行而互不影响。

在虚拟化软件层次结构中引入了虚拟化层，这个通常称为虚拟机监控器（Virtual Machine Manager，VMM）。虚拟机监控器运行的环境就是物理机，也称为宿主机。虚拟出来的平台通常称为客户机。

虚拟机使用软件的方法重新定义划分计算机资源，有如下优势：

隔离：虽然虚拟机可共享一台物理机，但它们之间完全隔离，它们就是完全不同的物理计算机。

可靠：虚拟服务器独立于硬件进行工作，灾难恢复更容易实现，当一台虚拟服务器故障，可短时间内迁移恢复到另一台虚拟服务器上。

成本：当物理机资源较少时，也可通过虚拟化实现使用更多服务器才能做的事情。

便于管理：通过虚拟机集群管理系统，一个管理员可管理更多服务器。

KVM/QEMU

KVM/QEMU 简介

2008 年，KVM 被 RedHat 收购，成为红帽开源项目的一员。KVM 全称 Kernel-based Virtual Machine，即基于内核的虚拟机，是一个 x86 平台上的全虚拟化解决方案。它是 Linux 内核的一个可加载模块，包括核心虚拟化模块 kvm.ko，以及特定 CPU 的模块 kvm-inet.ko 或 kvm-amd.ko，其实现需要宿主机的 CPU 支持硬件虚拟化。
KVM 可运行多个虚拟机，无论是未经修改的 linux 镜像还是 Windows 镜像。每个虚拟机都有私有的虚拟化硬件如：网卡、磁盘、显卡驱动等。
从 Linux 内核版本 2.6.20 开始，KVM 核心组件被包含在 Linux 内核中。从 QEMU 版本 1.3 开始，KVM 用户空间组件被包含其中。
在 x86 平台下 CPU 的硬件虚拟化技术有 Intel 的 VT-X 和 AMD 的 AMD-V。
KVM 的特征请查看官网，传送门

注意：BIOS 需要开启虚拟化支持，VMware 的虚拟机需要开启虚拟化支持。

Linux 内核加载了 KVM 模块后，就可以使用 KVM 模块实现虚拟机的内存分配、虚拟 CPU 的读写及管理虚拟 CPU 的运行。但是仅有 KVM 模块远远不够，因为用户无法直接控制内核模块，所以还需要一个用户空间的工具。这个用户空间的工具就是开源虚拟化软件 QEMU，使用它来模拟 PC 硬件的用户空间组件、I/O 设备及提供访问外设的途径。

QEMU 利用 KVM 提供的应用程序接口，通过 ioctl 系统调用创建和运行虚拟机。KVM Driver 使得整个 Linux 成为一个虚拟机监控器。并且在原有的 Linux 两种执行模式（内核模式和用户模式）的基础上新增了客户模式，客户模式拥有自己的内核模式和用户模式。

在虚拟机运行下，三种模式的分工如下：

客户模式：执行非 I/O 操作。虚拟机运行在客户模式下。

内核模式：实现到客户模式的切换，处理因为 I/O 或者其他指令所引起的从客户模式退出。KVM Driver 工作在内核模式下。

用户模式：代表客户机执行 I/O 指令。QEMU 运行在用户模式下。

QEMU 与 KVM 的区别与联系

上一节已经明确 KVM 仅仅是一个内核模块，它可以模拟虚拟机的 CPU 和内存，但是我们还需要 I/O 设备，这些 I/O 设备就是通过 QEMU 这个用户空间模拟器来模拟的。QEMU 本身是一套通用开源的机器仿真器和虚拟程序，它有两种使用方式。

全系统仿真（单独使用）

这种方式对宿主机硬件没有要求，也不需要宿主机 CPU 支持虚拟化，QEMU 为虚拟机操作系统模拟整套硬件环境，虚拟机操作系统感觉不到自己运行在模拟的硬件环境中。这种纯软件模拟效率很低，它可模拟出各种硬件设备。

用户空间仿真（配合 KVM 等）

这种方式与内核模块 KVM 配合完成硬件环境的模拟。在 QEMU 1.3 之前，它有一个专门的分支版本 qemu-kvm 作为 KVM 的用户空间程序，qemu-kvm 通过 ioctl 调用 /dev/kvm 这个接口与 KVM 交互，这样 KVM 在内核空间模拟虚拟机 CPU，qemu-kvm 负责模拟虚拟机 I/O 设备。在 QEMU 1.3 以后的版本中，qemu-kvm 分支代码已经合并到 QEMU 的 master 分支中。在编译 QEMU 时开启 –enable-kvm 选项，就能够使 QEMU 支持 KVM。

libvirt

libvirt 简介

通过 QEMU 命令来管理虚拟机非常麻烦，RedHat 发布了一个开源项目 libvirt，它是为了更加方便的管理各种虚拟化引擎而设计的。libvirt 作为中间适配层，让底层虚拟化引擎对上层用户空间的管理工具做到完全透明，因为 libvirt 屏蔽了底层各种虚拟化的细节，为上层管理工具提供了一个统一的接口。

libvirt 支持多种虚拟化引擎，即支持包括 KVM、QEMU、Xen、VMware、VirtualBox 等在内的平台虚拟化方案，又支持 OpenVZ、LXC 等 Linux 容器虚拟化系统，还支持用户态 Linxu（UML）的虚拟化。

libvirt 是目前使用最广泛的对 KVM 虚拟机进行管理的工具和应用程序接口，而且一些常用的虚拟机管理工具和云计算框架平台（如 OpenStack、CloudStack 等）都在底层使用了 libvirt 的应用程序接口。

libvirt 通过相同的方式管理不同的虚拟化引擎，支持虚拟机的创建、启动、关闭、暂停、睡眠、迁移、删除，以及对虚拟机 CPU、内存、磁盘、网卡等多种设备的热添加。libvirt 还支持通过远程连接的方式管理虚拟机。

更多详情见请继续阅读下一页的精彩内容： http://www.linuxidc.com/Linux/2017-06/145273p2.htm

KVM 虚拟化环境需要安装 QEMU 和 libvirt，可以通过 APT 源或源码编译的方式安装，通过 APT 源方式安装简单，如果想使用更高版本的软件则需要通过源码编译安装。

kvm 已集成到 Linux 内核，无需安装。

Linux 系统环境

虚拟机：VMware 12.1.0
系统版本：Ubuntu 16.04 64 位

APT 源安装

1.BIOS 需要开启虚拟化支持，VMWare 需要在虚拟机 CPU 配置页面开启虚拟化支持。

2.查看 cpu 是否支持安装，输出 vmx 表示支持。

egrep "(svm|vmx)" /proc/cpuinfo

3.安装 QMEU 和 libvirt。

sudo apt-get install -y qemu libvirt-bin bridge-utils virt-manager

bridge-utils 是网桥管理工具。
virt-manager 是一个通用的桌面管理工具。它即可以本地访问 Hypervisors ，也可以远程访问。针对家庭和小型办公室用来管理10-20台主机和虚拟机。

4.配置安全策略关闭 apparmor（可不关闭）。

sudo /etc/init.d/apparmor teardown
sudo update-rc.d -f apparmor remove

5.重启 libvirtd。

sudo systemctl restart libvirt-bin

6.查看 kvm qemu virt-managers 是否安装成功。

sudo virt-manager

打开 virt-manager 并创建一个虚拟机。

源码编译安装

转：以下内容均来自 YY 游戏云平台组。

1.下载 QEMU 源码。

cd /tmp
wget http://download.qemu-project.org/qemu-2.9.0.tar.xz
tar xvJf qemu-2.9.0.tar.xz
cd qemu-2.9.0

2.安装 QEMU 相关依赖。

sudo apt-get install -y build-essential pkg-config zliblg-dev
sudo apt-get install -y libglib2.0-dev libaio-dev librdb-dev
sudo apt-get install -y autoconf automake libtool

3.配置和编译安装 QEMU。

# 编译参数详情参考 ./configure --help
sudo ./configure --prefix=/usr/local/qemu2.9--target-list=x86_64-softmmu--enable-kvm --disable-docs--enable-linux-aio--disable-guest-agent--enable-vnc--enable-vhost-net--disable-xen--enable-rdb
sudo make && sudo make install
sudo ln -s /usr/local/qemu2.9/bin/* /usr/local/bin/

4.下载 libvirt 源码。

cd /tmp
wget http://libvirt.org/sources/libvirt-2.0.0.tar.xz
tar -xvf libvirt-2.0.0.tar.xz
cd libvirt-2.0.0.tar.xz

5.安装 libvirt 相关依赖。

sudo apt-get install -y libyajl-dev libxml2-dev
sudo apt-get install -y libdevmapper1.02.1 libdevmapper-dev
sudo apt-get install -y libnl-3-dev libnl-route-3-dev

6.配置和编译安装 libvirt。

sudo ./configure --prefix=/usr/local/libvirt2.0.0
sudo make && sudo make install
LIBVIRT_HOME=/usr/local/libvirt2.0.0
sudo ln -s $LIBVIRT_HOME/bin/* /usr/bin/
sudo ln -s $LIBVIRT_HOME/etc/libvirt /etc/libvirt/
sudo ln -s $LIBVIRT_HOME/lib/systemd/system/* /lib/systemd/system/
sudo systemctl enable libvirtd
sudo ln -s /lib/systemd/system/libvirtd.service /lib/systemd/system/libvirt-bin.service

附录

Window7 QEMU 安装：64 位传送门，32 位传送门
Window7 libvirt 安装：传送门。

libvirt API 简介

libvirt 为很多操作系统（如 QEMU，KVM，Xen，LXC 等）提供一套轻便、高效、长期稳定的 API ，libvirt API 最初是用 C 语言实现的，在原生 C API 的基础上提供了 Python，Perl，Java，Ruby，PHP，C# 等众多语言的 API。本系列文章先介绍 C API，然后主要讲解 Java API。官方 Python API 的文档最全，本文的 Java API（2017-06-24 13:00 浏览 libvirt 官网找到 java API 文档）讲解主要参考自 python API。

libvirt 术语

在介绍 API 之前，先了解一下 libvirt 中几个重要的术语，如表所示。

名词解释

Hypervisor 一个虚拟机的软件层，也称为虚拟机监视器（VMM）

Domain 域，在 Hypervisor 上运行的一台客户机操作系统实例。客户机操作系统（Guest OS）和虚拟机（Virtual Machine）同义

Node 节点，一台物理机，也就是宿主机，上面运行着多台虚拟机。Hypervisor 和 Domain 都运行在 Node 之上

Storage pool 存储池，比如物理硬盘。存储池可被划分为小的容器，称作存储卷。通常是宿主机（物理机）的硬盘，默认名称为 default

Storage Volume 存储卷，从存储池分配的存储空间。一个存储卷被分配给一个域，通常被作为域的虚拟硬盘，实际使用中主要是 qcow2 镜像文件

Node、Hypervisor、Domain、Storage Pool 和 Storage Volume 之间的关系如图所示。

名词	解释
Hypervisor	一个虚拟机的软件层，也称为虚拟机监视器（VMM）
Domain	域，在 Hypervisor 上运行的一台客户机操作系统实例。客户机操作系统（Guest OS）和虚拟机（Virtual Machine）同义
Node	节点，一台物理机，也就是宿主机，上面运行着多台虚拟机。Hypervisor 和 Domain 都运行在 Node 之上
Storage pool	存储池，比如物理硬盘。存储池可被划分为小的容器，称作存储卷。通常是宿主机（物理机）的硬盘，默认名称为 default
Storage Volume	存储卷，从存储池分配的存储空间。一个存储卷被分配给一个域，通常被作为域的虚拟硬盘，实际使用中主要是 qcow2 镜像文件

libvirt C API

libvirt C API 可分为如下几类。

连接 Hypervisor 的 API，以 virtConnect 开头的一系列函数；

Domain（客户机）管理 API，以 virtDomain 开头的一系列函数；

Node（宿主机）管理 API，以 virtNode 开头的一系列函数；

网络管理 API，以 virtNetwork 和 virtInterface 开头的一系列函数；

存储卷管理 API，以 virtStorageVol 开头的一系列函数；

存储池管理 API，以 virtStorage Pool 开头的一系列函数；

事件管理 API，以 virtEvent 开头的一系列函数。

libvirt Java API

Java 本身不能与用 C 开发的函数库直接交互，但我们仍然要使用 libvirt C 库。这时，JNI（Java Native Interface，Java 本地接口）就派上用场了，它可以与使用 C、C++ 开发的函数库进行交互。然而 JNI 很麻烦，可移植性糟糕。于是出现了 JNA（Java Native Access），它本质上是 JNI 的一个抽象层，JNA 在功能上和 JNI 相差无几。相比于 JNI，它开发简便，不需要编写额外的本地代码，直接在接口中调用 C 的函数。这样 libvirt Java API 调用 libvirt C API 的过程就变成了：Java 微服务=>libvirt Java API=>JNA=>JNI=>libvirt C API。

libvirt Java API 可分为如下几类。

连接 Hypervisor 的 API，与 Connect 对象相关的属性与方法。

Domain（客户机）管理 API，与 Domain，DomainInfo 等 Domain 开头的对象相关的属性与方法。

Node（宿主机）管理 API，与 Connect，NodeInfo 对象相关的属性与方法。

网络管理 API，与 Network，Interface 开头的对象相关的属性与方法。

存储卷管理 API，与 StorageVol，StorageVolInfo 对象相关的属性与方法。

存储池管理 API，与 StoragePool，StoragePoolInfo 对象相关的属性与方法。

事件管理 API，暂未发现有 Java API 事件管理相关 API。

libvirt 动态链接库安装

针对 java 微服务程序所在的服务器或容器未安装 libvirt-bin 的情况，若已安装 libvirt-bin 可忽略本节。

使用 libvirt Java API 管理虚拟机，Java 微服务程序所在的服务器或容器需要安装 libvirt 的动态链接库，在 Ubuntu 16.04 下使用 APT 源和 Docker 容器的方式安装 libvirt-dev 包。

Linux 系统环境

虚拟机：VMware 12.1.0
系统版本：Ubuntu 16.04 64 位

APT 源安装

sudo apt-get install -y libvirt-dev

安装完成后，在 usr/lib 或 /usr/lib/x86_64-Linux-gnu 中可以看到以 libvirt 开头的相关链接库文件。如图所示。

docker 容器安装（如不使用 docker 容器可忽略）

提供一种基于 Java 基镜像制作 libvirt-dev 基镜像的方法。

制作 libvirt-dev 镜像的 Dockerfile 文件内容如下。

FROM java

MAINTAINER kyyee "kyyeeyoung@163.com"

RUN apt-get update -y
RUN apt-get upgrade -y

# Installing the Dynamic Link Library: libvirt-dev
RUN apt-get install -y libvirt-dev

# clean the backup
RUN apt-get clean

在安装 libvirt-dev 过程中有一个 Error，但这个基镜像仍然可以正常使用，暂不知道会有什么其他影响。

后续的微服务程序可基于此基镜像打包。

项目加入 jar 包依赖

maven

引入 JNA 和 libvirt Java SDK 库。

在 mvnrepository 搜索 libvirt，选择最新版本 0.5.1，网页下面可以看到 JNA 依赖，JNA 的依赖版本为 3.5.0，也可引入 JNA 最新版 4.4.0。

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.libvirt/libvirt -->
<dependency>
    <groupId>org.libvirt</groupId>
    <artifactId>libvirt</artifactId>
    <version>0.5.1</version>
</dependency>
<!-- https://mvnrepository.com/artifact/net.java.dev.jna/jna -->
<dependency>
    <groupId>net.java.dev.jna</groupId>
    <artifactId>jna</artifactId>
    <version>3.5.0</version>
</dependency>

gradle

和 maven 类似，不在过多介绍。

// https://mvnrepository.com/artifact/org.libvirt/libvirt
compile group: 'org.libvirt', name: 'libvirt', version: '0.5.1'
// https://mvnrepository.com/artifact/net.java.dev.jna/jna
compile group: 'net.java.dev.jna', name: 'jna', version: '3.5.0'

jar 直接导入

jar 下载传送门：JNA，libvirt Java SDK，下载后复制到 libs 然后加入到 classpath 即可使用。依然推荐使用 maven 或 gradle 的方式管理项目依赖，关于 gradle 的使用可参考：传送门。

要想通过 libvirt 创建虚拟机，首先要和 Hypervisor 建立连接。libvirt Java API提供了 Connect 对象来建立连接。连接成功后，所有操作都是在该连接上实现，如 libvirt java API 提供了 NodeInfo 对象来管理宿主机（节点），提供了 Domain、DomainInfo、MemoryStatistic（用于客户机内存监控）对象来管理客户机（虚拟机）；提供了 StoragePool、StoragePoolInfo 对象来管理宿主机（节点）硬盘，提供了 StorageVolume、StorageVolumeInfo 对象来管理客户机（虚拟机）硬盘；提供了 Interface、Network 对象来管理网络。

Linux 系统环境

虚拟机：VMware 12.1.0
系统版本：Ubuntu 16.04 64 位

Connect 建立连接

Connect 对象的构造函数有 3 个重载方法。

Connect(String uri)
此方法建立的连接支持读写。

Connect(String uri, boolean readOnly)
此方法建立的连接可设置是否只读。

Connect(String uri, ConnectAuth auth, int flags)
此方法建立的连接可传入一个安全验证对象。

构造函数中的 uri 参数可以是本地 URI，也可以是远程 URI。远程 URI 可以建立到远程宿主机（节点）的连接。

本地 URI

URI 的格式如下：

driver:///path

driver 表示虚拟化引擎如 qemu、xen、test 等。
path 表示资源范围，有两个值：system 和 session，其中 system 表示所有虚拟化资源，session 表示当前用户的虚拟化资源，通常使用 system。

示例代码：

    private void localConnect() throws LibvirtException {
        logger.info("local connect execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu:///system", true);
        logger.info("连接到的宿主机的主机名：{}", connect.getHostName());
        logger.info("JNI连接的libvirt库版本号：{}", connect.getLibVirVersion());
        logger.info("连接的URI：{}", connect.getURI());
    }

本地调用可用于熟悉 libvirt Java API，远程调用才是本系列文章的重点。

远程 URI

URI 的格式如下：

driver[+transport]://[username@][hostname][:port]/[path][?extraparameters]

driver 表示虚拟化引擎如 qemu、xen、test 等。
transport 表示传输协议如 tcp 等。
username 表示要连接的远程宿主机的用户名，示例代码为：kyyee。（可不填）
hostname 表示要连接的远程宿主机的 IP 地址，示例代码为：192.168.10.105。
port 表示要连接的远程宿主机的端口。（如果传输协议需要的话）
path 表示资源范围，有两个值：system 和 session，其中 system 表示所有虚拟化资源，session 表示当前用户的虚拟化资源，通常使用 system。
extraparameters 表示使用特定传输协议的额外参数。

transport 除支持 tcp 外还支持的传输协议有：tls，unix，ssh，ext，libssh2，libssh，如果没有特别说明，默认的传输协议是tls。有关这些协议的更多说明可参考官网，传送门。
extraparameters 的更多用法可参考官网，传送门。

下文所有的示例代码均使用 tcp 的方式连接宿主机。
tcp 是一种未加密的 TCP/IP socket，不推荐在生产环境使用，本系列文章使用 tcp 只是为了方便测试。

libvirt 默认配置没有开启 tcp 传输协议支持。按照如下方式可以开启 TCP 连接。

修改 /etc/libvirt/libvirtd.conf

sudo gedit /etc/libvirt/libvirtd.conf

# 禁用 tls 传输协议
listen_tls = 0
# 启用 tcp 传输协议
listen_tcp = 1
# tcp 端口 16509
tcp_port = "16509"
listen_addr = "0.0.0.0"
# 关闭 tcp 认证
auth_tcp = "none"

修改/etc/default/libvirt-bin

sudo gedit /etc/default/libvirt-bin

start_libvirtd="yes"
libvirtd_opts="-d -l"

libvirtd.conf 的更多配置方式可参考官网，传送门

重启 libvirtd

sudo /etc/init.d/libvirt-bin restart

重启成功后就可以使用 tcp 传输协议连接到 libvirtd 了，但像上面这样设置后连接是无安全认证的，不推荐在生产环境使用。

认证授权的更多用法可参考官网，传送门。

示例代码远程连接 libvirtd 的 uri 为：qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system

连接示例代码：

    private void remoteConnectByTcp() throws LibvirtException {
        logger.info("remote connect execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system", true);
        logger.info("连接到的宿主机的主机名：{}", connect.getHostName());
        logger.info("JNI连接的libvirt库版本号：{}", connect.getLibVirVersion());
        logger.info("连接的URI：{}", connect.getURI());
        logger.info("连接到的宿主机的剩余内存：{}", connect.getFreeMemory());
        logger.info("连接到的宿主机的最大Cpu输了：{}", connect.getMaxVcpus(null));
        logger.info("hypervisor的名称：{}", connect.getType());
        logger.info("hypervisor的容量（返回的是一个xml字符串，用处不大）：\n{}", connect.getCapabilities());
    }

Connect 对象的 getMaxVcpus(String type) 的方法，这个地方传入的参数可以是 null，也可以是虚拟机对应 xml 文件中元素的 type 属性，也就是说 qemu 是 kvm ，xen 是 xen，推荐直接填 null。

Capabilities 描述 xml 的更多信息可参考官网：传送门

创建和克隆镜像

QEMU 自带一个虚拟机磁盘管理工具 qemu-img，它可以用来创建或克隆虚拟机，KVM 虚拟机常用的镜像格式有 raw 和 qcow2，raw 是简单的二进制镜像文件格式，qcow2 是主流的一种虚拟化镜像文件格式。qcow2 比 raw 的优势在于：更小的磁盘空间占用，支持写时复制，支持快照，支持压缩和加密。

使用 qemu-img 创建或克隆镜像不是本系列文章的重点，下面将用示例代码的方式演示如何调用 libvirt Java API 创建和克隆镜像。

创建镜像是在宿主机上，准确的说是在宿主机的物理硬盘上创建镜像，而 libvirt 提供的 StoragePool 就是专门用来管理宿主机物理硬盘的。

管理宿主机物理硬盘

libvirt 为我们提供了一个默认的 StoragePool，名称叫 default，对应宿主机的 /var/lib/libvirt/images/ 物理空间。

libvirt 提供了一个接口可以遍历宿主机的 StoragePool。

遍历示例代码：

    private void listStoragePool() throws LibvirtException {
        logger.info("list storage pool execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system", true);

        String[] pools = connect.listStoragePools();
        logger.info("存储池个数：{}", pools.length);
        for (String pool : pools) {
            logger.info("存储池名称：{}", pool);
        }
    }

这段代码也证实了 libvirt 提供的默认 StoragePool 的名称为：default。

Connect 对象提供了 4 种方式获得 StoragePool 对象，除去一种已过时的方法，还有：

StoragePool storagePoolLookupByName(String name)
通过唯一的名字获取 storage pool。
StoragePool storagePoolLookupByUUID(UUID uuid)
通过全局唯一的 id 获取 storage pool。
StoragePool storagePoolLookupByUUIDString(String UUID)
通过全局唯一的 id 获取 storage pool。

通过唯一的名字获取 storage pool 的示例代码：

    private void getStoragePoolbyName(@RequestParam String name) throws LibvirtException {
        logger.info("get storage pool by name execute succeeded");
        logger.info("request parameter:{}",name);
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system", true);

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolLookupByName("default");
        StoragePoolInfo storagePoolInfo = storagePool.getInfo();

        logger.info("存储池的状态：{}", storagePoolInfo.state);
        logger.info("存储池的容量：{}GB", storagePoolInfo.capacity / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储池的可用容量：{}GB", storagePoolInfo.available / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储池的已用容量：{}GB", storagePoolInfo.allocation / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储池的描述xml：\n {}", storagePool.getXMLDesc(0));
    }

备注：这几个属性取得的容量值的单位都是bytes。

从图中可以看出，获取到的磁盘容量有部分损失，作为监控宿主机和分配资源使用还是可行的。

StoragePool 对象的方法 String getXMLDesc(int flags) 可以取得 StoragePool 配置描述 xml，可依照这个描述自定义 StoragePool 配置描述 xml。

示例 StoragePool 配置描述 xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<pool type="dir">
    <name>virtimages</name> // 名称必须唯一
    <source>
    </source>
    <capacity unit='GiB'>40</capacity> // StoragePool 的容量
    <allocation>0</allocation> // StoragePool 的已用容量
    <target>
        <path>/home/kyyee/images</path> // StoragePool 在宿主机的路径
        <permissions> // 权限
            <mode>0711</mode>
            <owner>0</owner>
            <group>0</group>
        </permissions>
    </target>
</pool>

StoragePool 配置描述 xml 的更多用法可参考官网：传送门

有了 StoragePool 配置描述 xml，就可以很轻松的创建 StoragePool 了。

创建 storage pool 的示例代码（此代码未验证）：

    private void createStoragePool() throws LibvirtException, DocumentException {
        logger.info("create storage pool execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system");

        // xml 文件 => Dom4j 文档 => String
        SAXReader reader = new SAXReader();
        Document document = reader.read(new File("xml/kvmdemo-storage-pool.xml"));
        String xmlDesc = document.asXML();

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolCreateXML(xmlDesc, 0);
        StoragePoolInfo storagePoolInfo = storagePool.getInfo();

        logger.info("存储池的状态：{}", storagePoolInfo.state);
        logger.info("存储池的容量：{}GB", storagePoolInfo.capacity / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储池的可用容量：{}GB", storagePoolInfo.available / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储池的已用容量：{}GB", storagePoolInfo.allocation / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储池的描述xml：\n {}", storagePool.getXMLDesc(0));
    }

创建 storage pool 除了可调用 StoragePool storagePoolCreateXML(String xmlDesc, int flags) 方法外，还可调用 StoragePool storagePoolDefineXML(String xml, int flags) 。
具体的，storagePoolCreateXML 创建的是一个非持久化的 pool ，删除它只需调用 destroy()，或者重启宿主机，就会消失，而 storagePoolDefineXML 定义的是一个持久化的 pool，除非明确调用 undefine()，否则它一直存在。

管理客户机（虚拟机）镜像

前面讲了这么多，都是为了给创建虚拟机镜像做铺垫。libvirt 提供的 StorageVolume 就是专门用来管理客户机物理硬盘的，由于 StorageVolume 与 StoragePool 关系密切，前面的内容是实现创建虚拟机镜像的基础。

下面将根据讲解 StoragePool 的层次结构来讲解 StorageVolume。

libvirt 提供了一个接口可以遍历 StoragePool 下的所有的 StorageVolume。

遍历示例代码：

    private void listStorageVolume() throws LibvirtException {
        logger.info("list storage volume execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system", true);

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolLookupByName("default");
        String[] volumes = storagePool.listVolumes();
        logger.info("存储卷个数：{}", volumes.length);
        for (String volume : volumes) {
            if (volume.contains("iso")) continue; // 过滤掉 iso 文件
            logger.info("存储卷名称：{}", volume);
        }
    }

这里有一个文件是 iso 文件，被过滤了，没有显示。

StoragePool 对象提供了 1 种方式获得 StorageVol 对象：

StorageVol storageVolLookupByName(String name)
通过唯一的名字获取 storage volume。

通过唯一的名字获取 storage volume 的示例代码：

    private void getStorageVolumebyName(@RequestParam String name) throws LibvirtException {
        logger.info("get storage volume by name execute succeeded");
        logger.info("request parameter:{}", name);
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system", true);

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolLookupByName("default");
        String[] volumes = storagePool.listVolumes();
        for (String volume : volumes) {
            if (volume.contains("iso")) continue; // 过滤掉 iso 文件

            StorageVol storageVol = storagePool.storageVolLookupByName(volume);
            StorageVolInfo storageVolInfo = storageVol.getInfo();

            logger.info("存储卷的类型：{}", storageVolInfo.type);
            logger.info("存储卷的容量：{} GB", storageVolInfo.capacity / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
            logger.info("存储卷的可用容量：{} GB", (storageVolInfo.capacity - storageVolInfo.allocation) / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
            logger.info("存储卷的已用容量：{} GB", storageVolInfo.allocation / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
            logger.info("存储卷的描述xml：\n {}", storageVol.getXMLDesc(0));
        }
    }

备注：这几个属性取得的容量值的单位都是bytes。

获取客户机（虚拟机）磁盘容量非常准确，我给客户机分配的磁盘空间就是 15 GB，将这个 api 作为监控客户机（虚拟机）使用完全没有问题。

StorageVol 对象的方法 String getXMLDesc(int flags) 可以取得 StorageVol 配置描述 xml，可依照这个描述自定义 StorageVol 配置描述 xml。

示例 StorageVol 配置描述 xml：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>

<volume type='file'>
    <name>kvmdemo.qcow2</name> // 名称必须唯一
    <source>
    </source>
    <capacity unit='GiB'>10</capacity> // StorageVol 的容量
    <allocation>0</allocation> // StorageVol 的已用容量
    <target>
        <path>/var/lib/libvirt/images/kvmdemo.qcow2</path> // StorageVol 在宿主机的路径
        <format type='qcow2'/> // 文件类型，通常都是 qcow2，也可以是 raw
        <permissions> // 权限
            <mode>0600</mode>
            <owner>0</owner>
            <group>0</group>
        </permissions>
    </target>
</volume>

StorageVol 配置描述 xml 的更多用法可参考官网：传送门

有了 StorageVol 配置描述 xml，就可以很轻松的创建或克隆 StorageVol 了。

创建 storage volume 的示例代码：

    private void createStorageVolume() throws LibvirtException, DocumentException {
        logger.info("create storage volume execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system");

        // xml 文件 => Dom4j 文档 => String
        SAXReader reader = new SAXReader();
        Document document = reader.read(new File("xml/kvmdemo-storage-vol.xml"));
        String xmlDesc = document.asXML();
        logger.info("createStorageVolume description:\n{}", xmlDesc);

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolLookupByName("default");
        logger.info("This could take some times at least 3min...");
        StorageVol storageVol = storagePool.storageVolCreateXML(xmlDesc, 0);
        logger.info("create success");
        logger.info("createStorageVolume name:{}", storageVol.getName());
        logger.info("createStorageVolume path:{}", storageVol.getPath());
        StorageVolInfo storageVolInfo = storageVol.getInfo();

        logger.info("存储卷的类型：{}", storageVolInfo.type);
        logger.info("存储卷的容量：{} GB", storageVolInfo.capacity / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储卷的可用容量：{} GB", (storageVolInfo.capacity - storageVolInfo.allocation) / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储卷的已用容量：{} GB", storageVolInfo.allocation / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储卷的描述xml：\n {}", storageVol.getXMLDesc(0));
    }

这里需要一个 xml 工具包来操作 xml 文件，示例代码使用的是 dom4j

创建 storage volume 除了可调用 StorageVol storageVolCreateXML(String xmlDesc, int flags) 方法外，还可调用 StorageVol storageVolCreateXMLFrom(String xmlDesc, StorageVol cloneVolume, int flags) 。
具体的，storageVolCreateXML 创建的一个全新的镜像，如果虚拟机基于这个镜像文件创建，那么还需要挂载光盘驱动器安装操作系统才能使用虚拟机，而 storageVolCreateXMLFrom 基于传入的 cloneVolume 派生（克隆）一个镜像，但是要保证派生（克隆）的镜像的名称和路径唯一，否则派生（克隆）不成功。

克隆 storage volume 的示例代码：

    private void cloneStorageVolume() throws LibvirtException, DocumentException {
        logger.info("clone storage volume execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system");

        // xml 文件 => Dom4j 文档 => String
        SAXReader reader = new SAXReader();
        Document document = reader.read(new File("xml/kvmdemo-storage-vol.xml"));
        String xmlDesc = document.asXML();
        logger.info("createStorageVolume description:\n{}", xmlDesc);

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolLookupByName("default");
        // 克隆的基镜像，这个镜像需要自己制作，可使用 virt-manager 制作基镜像，本示例代码采用的基镜像是 Ubuntu 16.04 64位
        StorageVol genericVol = storagePool.storageVolLookupByName("generic.qcow2");
        logger.info("This could take some times at least 3min...");
        StorageVol storageVol = storagePool.storageVolCreateXMLFrom(xmlDesc, genericVol, 0);
        logger.info("clone success");
        logger.info("createStorageVolume name:{}", storageVol.getName());
        logger.info("createStorageVolume path:{}", storageVol.getPath());
        StorageVolInfo storageVolInfo = storageVol.getInfo();

        logger.info("存储卷的类型：{}", storageVolInfo.type);
        logger.info("存储卷的容量：{} GB", storageVolInfo.capacity / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储卷的可用容量：{} GB", (storageVolInfo.capacity - storageVolInfo.allocation) / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储卷的已用容量：{} GB", storageVolInfo.allocation / 1024.00 / 1024.00 / 1024.00);
        logger.info("存储卷的描述xml：\n {}", storageVol.getXMLDesc(0));
    }

克隆镜像的基镜像需要自己制作，可使用 virt-manager 制作基镜像，本示例代码使用 virt-manager 制作的 Ubuntu 16.04 64 位基镜像。

删除 storage volume 示例代码：

    private void deleteStorageVolume() throws LibvirtException, DocumentException {
        logger.info("delete storage volume execute succeeded");
        Connect connect = new Connect("qemu+tcp://192.168.10.105:16509/system");

        StoragePool storagePool = connect.storagePoolLookupByName("default");
        StorageVol storageVol = storagePool.storageVolLookupByName("kvmdemo.qcow2");
        logger.info("存储卷名称：{}", storageVol.getName());
        storageVol.free();
        storageVol.wipe();
        storageVol.delete(0);
    }

未完待续，后续将继续发布客户机创建、启动、关机、强制关机、重启、强制重启；宿主机监控，客户机监控等。

为什么会出现 Unable to load library ‘virt’

很多人在使用 libvirt Java API 时可能都会遇到这个错误，直观来说就是：无法加载‘virt’库。

Java 虚拟机会抛出一个 UnsatisfiedLinkError 错误。

java.lang.UnsatisfiedLinkError: Unable to load library 'virt': libvirt.so: cannot open shared object file: No such file or directory
    at com.sun.jna.NativeLibrary.loadLibrary(NativeLibrary.java:194) ~[jna-3.5.0.jar!/:3.5.0 (b0)]
    at com.sun.jna.NativeLibrary.getInstance(NativeLibrary.java:283) ~[jna-3.5.0.jar!/:3.5.0 (b0)]
    at com.sun.jna.Library$Handler.<init>(Library.java:142) ~[jna-3.5.0.jar!/:3.5.0 (b0)]
    at com.sun.jna.Native.loadLibrary(Native.java:368) ~[jna-3.5.0.jar!/:3.5.0 (b0)]
    at com.sun.jna.Native.loadLibrary(Native.java:353) ~[jna-3.5.0.jar!/:3.5.0 (b0)]
    at org.libvirt.jna.Libvirt.<clinit>(Unknown Source) ~[libvirt-0.5.1.jar!/:na]
    at org.libvirt.Library.<clinit>(Unknown Source) ~[libvirt-0.5.1.jar!/:na]
    at org.libvirt.Connect.<init>(Unknown Source) ~[libvirt-0.5.1.jar!/:na]
    at com.jm.controller.LibvirtCtrl.test(LibvirtCtrl.java:42) ~[classes!/:na]
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) ~[na:1.8.0_131]
    at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62) ~[na:1.8.0_131]
    ......

在 Ubuntu 16.04 下的错误内容如图所示。

之所以出现这个错误是由于你的程序所在的服务器没有安装 libvirt 动态链接库所致。

解决 Unable to load library ‘virt’

在 Java 微服务程序所在的服务器安装 libvirt 的动态链接库，如在 Ubuntu 16.04 下使用 APT 源安装 libvirt-dev 包的命令如下所示。

sudo apt-get install -y libvirt-dev

或者使用如下命令安装 libvirt-bin。

sudo apt-get install -y libvirt-bin

libvirt-dev 和 libvirt-bin 的区别在于 libvirt-dev 是libvirt-bin 的简化版，功能少，体积小，方便移植到 Docker 容器。

更多内容请查看 libvirt 四部曲系列文章http://www.linuxidc.com/Linux/2017-06/145273p4.htm。

本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2017-06/145273.htm

libvirt Java API使用教程

KVM/QEMU

libvirt

Linux 系统环境

虚拟机：VMware 12.1.0
系统版本：Ubuntu 16.04 64 位

附录

Window7 QEMU 安装：64 位传送门，32 位传送门
Window7 libvirt 安装：传送门。

Linux 系统环境

虚拟机：VMware 12.1.0
系统版本：Ubuntu 16.04 64 位

APT 源安装

`sudo apt-get install -y libvirt-dev`

安装完成后，在 usr/lib 或 /usr/lib/x86_64-Linux-gnu 中可以看到以 libvirt 开头的相关链接库文件。如图所示。

项目加入 jar 包依赖

gradle

和 maven 类似，不在过多介绍。

`// https://mvnrepository.com/artifact/org.libvirt/libvirt compile group: 'org.libvirt', name: 'libvirt', version: '0.5.1' // https://mvnrepository.com/artifact/net.java.dev.jna/jna compile group: 'net.java.dev.jna', name: 'jna', version: '3.5.0'`

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APT 源安装 sudo apt-get install -y libvirt-dev 安装完成后，在 usr/lib 或 /usr/lib/x86_64-Linux-gnu 中可以看到以 libvirt 开头的相关链接库文件。如图所示。

项目加入 jar 包依赖

gradle 和 maven 类似，不在过多介绍。 // https://mvnrepository.com/artifact/org.libvirt/libvirt compile group: 'org.libvirt', name: 'libvirt', version: '0.5.1' // https://mvnrepository.com/artifact/net.java.dev.jna/jna compile group: 'net.java.dev.jna', name: 'jna', version: '3.5.0'

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Window7 libvirt 安装：传送门。

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APT 源安装

`sudo apt-get install -y libvirt-dev`

安装完成后，在 usr/lib 或 /usr/lib/x86_64-Linux-gnu 中可以看到以 libvirt 开头的相关链接库文件。如图所示。

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和 maven 类似，不在过多介绍。

`// https://mvnrepository.com/artifact/org.libvirt/libvirt compile group: 'org.libvirt', name: 'libvirt', version: '0.5.1' // https://mvnrepository.com/artifact/net.java.dev.jna/jna compile group: 'net.java.dev.jna', name: 'jna', version: '3.5.0'`

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