计算机硬件的飞速发展,推动了传统虚拟化技术的革新与进步。各种不同类型虚拟化技术的不断涌现,推动了虚拟化产品在服务资源整合、软件测试等领域的广泛使用。虚拟化软件不仅在企业级应用中有着广泛的应用前景,更被越来越多的个人用户所使用。然而由于多种原因,各种虚拟化技术发展并不平衡,特别是在内核级软件的开发、测试领域有特殊作用的硬件仿真级虚拟机,还不能做到对真实计算资源的充分利用,阻碍了其在新的硬件环境下的有效使用。针对上述问题,设计实现了一种新的并行化x86硬件仿真虚拟机Para-Bochs。Para-Bochs将并行化技术与传统x86硬件虚拟技术相结合,在多CPU的硬件环境下能够充分利用多个CPU计算资源,提高虚拟机运行效率;同时以并行化实现为基础,进一步模拟出相对更真实的对称多CPU硬件环境,提高虚拟机的真实性与可用性,改善用户体验。Para-Bochs系统的核心思想是:以线程为基本运行单位,对各个CPU分别进行模拟。同时辅以大量保护措施,解决如临界资源互斥等在多CPU并行执行环境下可能出现的问题。该系统充分利用了线程的优点,同时也考虑到了其缺点,在运行效率与模拟真实性之间取得了一个比较好的平衡。测试结果表明:Para-Bochs相对于原有的x86硬件虚拟机bochs,性能有比较明显的提高,接近了理论的加速比,达到了设计要求;同时,该虚拟机提供了一种相对真实的模拟对称多CPU运行模式,这为今后硬件仿真级虚拟机在虚拟对称多CPU环境下的广泛应用打下良好的基础。