linux 性能自我学习 ———— 关于内存 [七]

前言

内存的基本知识，将在操作系统篇中详细介绍，这里只说明如何排查问题。

正文

内存的分配和回收:

在malloc 是c 标准库中的内存分配函数，对应到系统调用上，有两种实现方式，一种是brk()和 mmap()

对于小块内存，小于128k 使用brk来分配，也就是通过移动堆栈的位置来分配内存。这些内存释放后，不会立即归还给系统，而是缓存起来。

大块内存，使用mmap()分配，在文件映射段找一块空闲内存分配出去。

brk() 方式的缓存，可以减少缺页异常的发生，提高内存访问效率。不过这些内存没有归还系统，在内存工作繁忙时， 频繁的内存分配和稀释会造成内存碎片。

而mmap() 方式分配的内存，会释放时直接规划系统，所以每次mmap 都会发生缺页异常。在内存工作繁忙时，频繁的内存分配导致大量的缺页异常，使内核的管理负担增大。

那么就到了内存不足的情况:

1. 回收缓存，比如使用lru算法，回收最近使用最少的内存页面

2. 回收不常用访问的内存，把不常用的内存通过交互分区直接写道磁盘中。

3. 杀死进程，内存紧张时，系统会通过oom，直接杀死占用大量内存的进程。

第一种好理解，就是回收内存，在操作系统篇会介绍的比较详细。

第二种，回收不常用的内存，会用到交换分区。swap 其实就是把一块磁盘空间当作内存来用。它可以把进程暂不用的磁盘写入到内存中。

第三种是oom。

1. 一个进程消耗的内存越大，oom_score 就越大。

2. 一个进程运行占用的cpu越多，oom_score 就越小。

oom_adj 的范围 是[-17,15],数值越大，表示进程越容易被oom杀死。数值越小，表示进程越不容易被oom杀死，-17表示禁用oom。

一般情况下，查看内存的方式为

里面有几个参数:

total : 一共多少内存

used: 使用了多少内存

free: 没有使用多少内存

shared: 共享内存大小

buff/cache 是缓存和缓冲区的大小

available: 表示新进程可用内存大小

availabel 不仅包含了free内存，还包含了可回收内存。

如果要看到进程的内存使用情况:

这里有另外几个参数:

1. virt 是进程虚拟内存的大小， 只要进程申请过的内存， 即便还没有真正分配物理内存，也会计算在内。

2. res 是长驻内存的大小，也就是进程实际使用的物理内存大小，但是不包含swap和共享内存。

3. shr 是共享内存大小

4. %mem 是进程使用物理内存占用系统内存的百分比

注意：

1. 虚拟内存通常并不会全部分配物理内存。一般虚拟内存比长驻内存要大得多。

2. 共享内存并不一定正在的共享比如程序代码段，非共享的动态链接库，也都算在shr里面。

下面看下cached 和 buff的区别:

在free 手册中:

1. buffers 是内核缓冲区用到的内存，对于了/proc/meminfo 中的 buffers

2. cache 是内核页缓存和slab 用到的内存，对应的是/proc/meminfo 中的cached 与 SReclaimable 之和。

查看/proc/meminfo的描述:

buffers 是对原始磁盘快的临时存储，也就是用来缓存磁盘的数据，通常不会特别大。

这样内核就可以把分散的写集中起来，同一优化磁盘的写入，比如可以多次小的合并单次单的写。

cached 是从磁盘读取文件的缓存，也就是用来缓存从文件读取的数据。这样下次访问这些文件的时候，就可以直接从内存中读取，不用访问磁盘。

所以呢？ 一个是读一个是写，都是磁盘的概念。

和我们应用程序的缓存和缓冲不一样。

但是是不是写的时候只要 buffer 有影响，但是都cache 没有影响呢？

在写文件的时候对buffer 和 cache 都有影响，对写磁盘对 buffer 有影响。

同样读的时候也是一样的，对于磁盘来说，无论读还是写，都对buffer和cache 都有影响。

结

下一节，内存泄漏怎么分析。