云计算之路-阿里云上-新发现：又一种与虚拟内存有关的CPU波动情况

在云上真是无奇不有，昨天偶然间发现在IIS的应用程序池回收设置中，仅仅设置了一下基于虚拟内存限制的回收，就引发了CPU有规律的波动。在这篇博文中，我们将向大家汇报一下云计算之路上的这个小发现。

在之前我们使用阿里云云服务器（虚拟机）遇到一个左右为难的情况：

• 如果开启虚拟内存页面交换文件，会造成CPU占用高，在高并发情况下会引发CPU 100%、系统无响应的故障，详见云计算之路-阿里云上：启用Windows虚拟内存引发的CPU 100%故障。
• 如果关闭虚拟内存页面交换文件，在某种因素引起的短时间虚拟内存不够用的情况下，会造成Windows自动重启，详见云计算之路-阿里云上：禁用Windows虚拟内存引发的重启。

当时通过增加物理内存（8G->16G）临时解决了问题，但这不是长久之计，不仅谁为这个额外的成本买单是个问题（阿里云的内存性价比本来就不高），而且即使16G内存也不能保证不会出现虚拟内存不够用的情况。

于是，我们把焦点转向了如何在8G内存的情况下避开这个问题。我们的应用程序所用的单个w3wp进程在访问高峰期会消耗2G左右的内存，由于设置了Web Garden使用了2个工作者进程，所以在访问高峰期总共大约消耗5G左右的内存。这样可能在瞬间大并发与GC回收的双重条件下，会出现虚拟内存不够用的情况。针对这样的情况，我们采取了两个措施：

1. 取消Web Garden，只用1个w3wp。
2. 设置应用程序池回收策略，在w3wp进程消耗的内存达到一定值时，强制进行回收。

应用程序池回收策略设置见下图：

从上图可以看出，回收策略就是当w3wp进程消耗的虚拟内存超过6G时，强制回收。

当我们这样设置后，在Windows性能监视器中发现了一个很奇怪的现象（当时w3wp只占用500M不到的内存），见下图：

CPU占用过一会儿就跳上去，而且跳动时会造成系统响应速度慢，打开页面时都能感觉到。

而只要我们一取消应用程序池回收中的这个虚拟内存设置，CPU就立即恢复正常。

只要加上虚拟内存设置，CPU就又开始跳。

你说奇怪不奇怪，如果在阿里云虚拟机中，虚拟内存的确与CPU占用存在某种关联，但现在仅仅是设置了虚拟内存限制，并没有触发这个限制。

我们想到现在，唯一能有点说得通的猜想就是：设置了虚拟内存限制之后，IIS会定期检查w3wp进程的虚拟内存占用情况，检查时会调用虚拟内存相关的Win32 API，这个调用最终转入虚拟机的底层实现（Xen）时出了问题，从而造成CPU波动。

联想到启用虚拟页面交换文件也会造成CPU波动的情况，我们猜想阿里云所用的Xen虚拟机在对Windows虚拟内存的虚拟化实现方面可能存在某种bug。