与传统集群相比,在云平台上运行高性能应用有着低廉的计算成本、方便高效的管理模式、多用户的环境隔离与定制等诸多优势,尤其对中小规模高性能计算用户而言优势更加明显。但云平台底层虚拟化技术带来的两层调度问题使得高性能应用的运行环境比物理机环境更加复杂,更加不可控。因为环境的不可控,高性能应用运行于云平台会在虚拟机之间和虚拟机内部的虚拟CPU之间产生两种同步延迟问题。针对这两种同步延迟问题,在KVM平台上设计两阶段同步感知的虚拟机调度系统TPS。通过采集虚拟机之间网络通信数据包信息可以有效的判别虚拟机之间是否有同步需求;通过采集虚拟机内部自旋锁信息可以有效判断虚拟机内部虚拟CPU之间是否有同步延迟。然后根据采集的信息对KVM调度器做同步调度的改进,以此提高高性能应用运行于云平台上的性能。该算法建立了虚拟机与宿主机之间信息传递的通道,有效的解决了KVM两层调度的封闭性问题,在宿主机执行虚拟机调度过程中充分的使用了虚拟机的相关运行时信息,使得云平台下的高性能应用的同步请求能得到及时响应,从而解决跨节点间和单节点内的两种同步延迟问题。通过在KVM平台上对NPB测试集、有限元应用、计算密集型应用、内存密集型应用和I/O密集型应用的全面、系统的测试,验证了两阶段同步感知型虚拟机调度系统TPS对于高性能应用有30%~40%的性能提升,并且对于非高性能应用没有严重的负面影响。与CFS调度相比较,TPS调度系统也展示了很高的公平性。实验分析表明两阶段同步感知型虚拟机调度系统是一种高效可行的高性能应用虚拟机调度优化方法。