一、云主機(jī)13G內(nèi)存被無故占用

今天群里的小伙伴在巡檢云主機(jī)時發(fā)現(xiàn)一臺云主機(jī)的內(nèi)存監(jiān)控報(bào)警了，登陸該云主機(jī)系統(tǒng)后發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)存被莫名占用了13G，空閑內(nèi)存為“0”，所以導(dǎo)致監(jiān)控報(bào)警，如圖一所示：

圖一 內(nèi)存使用截圖

接著小伙伴查看了進(jìn)程相關(guān)信息，如圖二所示，發(fā)現(xiàn)所有進(jìn)程占用都是零點(diǎn)幾，沒有超過1G的，13G的內(nèi)存去哪里了?

圖二 系統(tǒng)進(jìn)程截圖

懷疑是系統(tǒng)緩存占用，于是重啟了該云主機(jī);但在重啟云主機(jī)后還是一樣的現(xiàn)象，查看內(nèi)存使用的used項(xiàng)還是13G，空閑變?yōu)?7G，如圖三所示，。

圖三 重啟云主機(jī)后內(nèi)存使用截圖

這證明不是緩存占用，那該云主機(jī)的13G被誰用了?

二、揭秘云主機(jī)的13G內(nèi)存

從上面的進(jìn)程信息中我們可以看出，這臺云主機(jī)主要運(yùn)行的是oracle數(shù)據(jù)庫，稍后有oracle經(jīng)驗(yàn)的人都有所了解，在oracle部署和使用時往往需要配置HugePages，HugePages對于Linux上提升Oracle數(shù)據(jù)庫性能是至關(guān)重要的。在系統(tǒng)中執(zhí)行：grep HugePages /proc/meminfo命令，結(jié)果如圖四所示，看到了HugePages _Total是6708，這個數(shù)字同13G還有差距，但感覺離答案進(jìn)了一步!

圖四 查看HugePages的信息

繼續(xù)學(xué)習(xí)一下相關(guān)參數(shù)

HugePages_Total是指系統(tǒng)總共預(yù)留了多少HugePages，HugePages_Free指當(dāng)前還有多少HugePages未分配(allocate)，HugePages_Rsvd是指有多少HugePages是系統(tǒng)承諾了會分配給程序(commitment to allocate)，但實(shí)際并未分配，HugePages_Surp指超分的頁。

2.1大頁內(nèi)存示例數(shù)據(jù)解析

下面用實(shí)際的數(shù)據(jù)來進(jìn)行說明，示例如圖五所示。

圖五 示例HugePages的信息

從上面的信息可以得出以下結(jié)論：當(dāng)前hugepages一共實(shí)際使用了13007-11813=1194個pages(不包括預(yù)留的)，預(yù)留了3372個pages。永遠(yuǎn)不會使用達(dá)到了11813-3372=8841個pages。每個page大小為2M，也就是說有接近16.5G的hugepages內(nèi)存被浪費(fèi)了(因?yàn)閔ugepages無法swap，所以不能被其它程序所使用)。換句話說：當(dāng)前系統(tǒng)使用中或者即將被使用的hugepages的總和為HugePages_Total-HugePages_Free+HugePages_Rsvd=13007-11813+3372=4566個pages。

2.2終于找到13G內(nèi)存

回到先前的云主機(jī)，Total是6708，每個page大小為2M，那6708*2M/1024≈13G,哇!終于找到13G內(nèi)存了!原來是被系統(tǒng)的大頁內(nèi)存占用了，群里的小伙伴也確認(rèn)了，如圖六所示。

圖六 小伙伴確認(rèn)截圖

群里的小伙伴們也都學(xué)到“HugePages”這一招，群主覺得有必須同大家分享一下，也歡迎大家加入華云的技術(shù)群，請關(guān)注華云官方公眾號，來一起交流學(xué)習(xí)吧!

三、大頁內(nèi)存擴(kuò)展學(xué)習(xí)

在Linux中大頁分為兩種：Huge pages(標(biāo)準(zhǔn)大頁)和Transparent Huge pages(透明大頁)。內(nèi)存是以塊即頁的方式進(jìn)行管理的，當(dāng)前大部分系統(tǒng)默認(rèn)的頁大小為4096bytes即4K。1MB內(nèi)存等于256頁;1GB內(nèi)存等于256000頁。

3.1Huge pages

Huge pages是從Linux Kernel2.6后被引入的，目的是通過使用大頁內(nèi)存來取代傳統(tǒng)的4kb內(nèi)存頁面，以適應(yīng)越來越大的系統(tǒng)內(nèi)存，讓操作系統(tǒng)可以支持現(xiàn)代硬件架構(gòu)的大頁面容量功能。

Huge pages有兩種格式大?。?MB和1GB，2MB頁塊大小適合用于GB大小的內(nèi)存，1GB頁塊大小適合用于TB級別的內(nèi)存;2MB是默認(rèn)的頁大小。

3.2Transparent Huge Pages

Transparent Huge Pages縮寫THP，這個是RHEL6開始引入的一個功能，在Linux6上透明大頁是默認(rèn)啟用的。

由于Huge pages很難手動管理，而且通常需要對代碼進(jìn)行重大的更改才能有效的使用，因此RHEL6開始引入了Transparent Huge Pages(THP)，THP是一個抽象層，能夠自動創(chuàng)建、管理和使用傳統(tǒng)大頁。

THP為系統(tǒng)管理員和開發(fā)人員減少了很多使用傳統(tǒng)大頁的復(fù)雜性,因?yàn)門HP的目標(biāo)是改進(jìn)性能,因此其它開發(fā)人員(來自社區(qū)和紅帽)已在各種系統(tǒng)、配置、應(yīng)用程序和負(fù)載中對THP進(jìn)行了測試和優(yōu)化。這樣可讓THP的默認(rèn)設(shè)置改進(jìn)大多數(shù)系統(tǒng)配置性能。但是,不建議對數(shù)據(jù)庫工作負(fù)載使用THP。

這兩者最大的區(qū)別在于：標(biāo)準(zhǔn)大頁管理是預(yù)分配的方式，而透明大頁管理則是動態(tài)分配的方式。

如果云主機(jī)跑的是oracle數(shù)據(jù)，建議大家還是系統(tǒng)去學(xué)習(xí)一下oracle的文檔，會有相關(guān)的說明。

3.3大頁內(nèi)存常用相關(guān)指令

查看大頁內(nèi)存使用情況

#grep Huge /proc/meminfo

查看系統(tǒng)numa架構(gòu)，cpu分配情況

#numactl --hradware

掛載大頁，重啟后失效

#mkdir -p /mnt/huge

#mount -t hugetlbfs nodev /mnt/huge

永久掛在大頁內(nèi)存

#vim /etc/fstab

#nodev /mnt/huge hugetlbfs defaults 0 0 #掛載2M大頁

#nodev /mnt/huge_1GB hugetlbfs pagesize=1GB 0 0 #掛載1G的大頁

查看大頁內(nèi)存掛載情況

#cat /proc/mounts

查找正在使用大頁的進(jìn)程

#find /proc/*/smaps | xargs grep -ril "anon_hugepage"

取消掛載

#umount /dev/hugepages

#umount /mnt/huge

四、參考文檔：

HugePages on Oracle Linux 64-bit

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