对于精通 CURD 的业务同学,内存管理好像离我们很远,但这个知识点虽然冷门(估计很多人学完根本就没机会用上)但绝对是基础中的基础。
本文为IBM RedBook的Linux Performanceand Tuning Guidelines的1.2节的翻译 原文地址:http://www.redbooks.ibm.com/redpapers/pdfs/redp4285.pdf 原文作者:Eduardo Ciliendo, Takechika Kunimasa, Byron Braswell 1.2 Linux内存架构 为了执行一个进程,Linux内核为请求的进程分配一部分内存区域。该进程使用该内存区域作为其工作区并执行请求的工作。它与你的
以交友平台用户中心的user表为例,单表数据规模达到千万级别时,你可能会发现使用用户筛选功能查询用户变得非常非常慢,明明查询命中了索引,但是,部分查询还是很慢,这时候,我们就需要考虑拆分这张user表了。
传统的多核运算是使用SMP(Symmetric Multi-Processor )模式:将多个处理器与一个集中的存储器和I/O总线相连。所有处理器只能访问同一个物理存储器,因此SMP系统有时也被称为一致存储器访问(UMA)结构体系,一致性意指无论在什么时候,处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯一一个数值。
在一些物理内存为8g的服务器上,主要运行一个Java服务,系统内存分配如下:Java服务的JVM堆大小设置为6g,一个监控进程占用大约 600m,Linux自身使用大约800m。
之前写了两篇详细分析 Linux 内存管理的文章,读者好评如潮。但由于是分开两篇来写,而这两篇内容其实是有很强关联的,有读者反馈没有看到另一篇读起来不够不连贯,为方便阅读这次特意把两篇整合在一起,看这一篇就够了!
6.音频:音频体系结构ALSA.支持USB音频和MIDI设备,并支持全双工重放功能。
看了很多关于linux内存管理的文章还是云里雾里,听了很多关于linux内存管理的课程还是一头雾水。其实很多时候造成不懂的原因不是资料太少,恰恰是资料太多,而且各个内核版本的差异,32位64位的不同,文章的胡编乱造等都给读者带来疑惑。本着对内存深度剖析的态度,希望以版本kernel-4.14,架构AARCH64为专题做个内存管理的架构性整理。
当系统内核初始化完毕后,使用页分配器管理物理页,当使用的页分配器是伙伴分配器,伙伴分配器的特点是算法简单且高效,支持内存节点和区域,为了预防内存碎片,把物理内存根据可移动性分组,针对分配单页做了性能优化,为了减少处理器的锁竞争,在内存区域增加1个每处理器页集合。
当我们要学习一个新知识点时,比较好的过程是先理解出现这个技术点的 背景原因,同期其他解决方案,新技术点解决了什么问题以及它存在哪些不足和改进之处,这样整个学习过程是 闭环 的,个人觉得这是个很好的学习思路。
1.引导内存分配器的作用因为内核里面有很多内存结构体,不可能在静态编译阶段就静态初始化所有的这些内存结构体。另外,在系统启动过程中,系统启动后的物理内存分配器本身也需要初始化,如伙伴分配器,那么伙伴分配器如何获取内存来初始化自己呢 ?为了达到这个目标,我们先实现一个满足要求的但是可能效率不高的笨家伙,引导内存分配器。用它来负责系统初始化初期的内存管理, 最重要的, 用它来初始化我们内存的数据结构, 直到我们真正的内存管理器被初始化完成并能投入使用, 我们将旧的内存管理器丢掉。
/proc/PID/smaps 文件是基于 /proc/PID/maps 的扩展,他展示了一个进程的内存消耗,比同一目录下的maps文件更为详细。
零拷贝(Zero-Copy)是一个大家耳熟能详的概念,那么,具体有哪些框架会使用到零拷贝呢?在思考这个问题之前,让我们先一起探寻一下零拷贝机制的底层原理。
在一些物理内存为8g的服务器上,主要运行一个Java服务,系统内存分配如下:Java服务的JVM堆大小设置为6g,一个监控进程占用大约 600m,Linux自身使用大约800m。从表面上,物理内存应该
在一些物理内存为8g的服务器上,主要运行一个Java服务,系统内存分配如下:Java服务的JVM堆大小设置为6g,一个监控进程占用大约 600m,Linux自身使用大约800m。从表面上,物理内存应该是足够使用的;但实际运行的情况是,会发生大量使用SWAP(说明物理内存不够使用 了),如下图所示。由于SWAP和GC同时发生会致使JVM严重卡顿,所以我们要追问:内存究竟去哪儿了?
在一些物理内存为8g的服务器上,主要运行一个Java服务,系统内存分配如下:Java服务的JVM堆大小设置为6g,一个监控进程占用大约 600m,Linux自身使用大约800m。从表面上,物理内存应该是足够使用的;但实际运行的情况是,会发生大量使用SWAP(说明物理内存不够使用 了),如下图所示。同时,由于SWAP和GC同时发生会致使JVM严重卡顿,所以我们要追问:内存究竟去哪儿了要分析这个问题,理解JVM和操作系统之间的内存关系非常重要。接下来主要就Linux与JVM之间的内存关系进行一些分析。 一、Li
引言 在一些物理内存为8g的服务器上,主要运行一个Java服务,系统内存分配如下:Java服务的JVM堆大小设置为6g,一个监控进程占用大约600m,Linux自身使用大约800m。从表面上,物理内存
mmap是linux操作系统提供给用户空间调用的内存映射函数,很多人仅仅只是知道可以通过mmap完成进程间的内存共享和减少用户态到内核态的数据拷贝次数,但是并没有深入理解mmap在操作系统内部是如何实现的,原理是什么。
就需要从 " 备用内存区域 " 借用 物理页 进行 内存分配 , 该操作需要遵守如下算法规则 ;
" 首选内存区域 “ 在特定情况下 从 ” 备用内存区域 “ 借用物理内存 , 该 " 特定情况 " 与 ” 区域水线 " 有关 ;
" 内存区域 " 的类型 在 Linux 内核中使用 enum zone_type 枚举类型进行描述 , zone_type 枚举定义在 Linux 内核源码的 linux-4.12\include\linux\mmzone.h#293 位置 ;
虚拟内存是一种操作系统提供的机制,用于将每个进程分配的独立的虚拟地址空间映射到实际的物理内存地址空间上。通过使用虚拟内存,操作系统可以有效地解决多个应用程序直接操作物理内存可能引发的冲突问题。
free命令用于显示系统内存使用情况,包括物理内存(Physical Memory)、虚拟内存(Swap Memory)、共享内存(Shared Memory)以及内核使用的缓冲(Buffers)与缓存(Cached)大小。在Linux系统监控的工具中,free命令是最经常使用的命令之一。
① 添加内存 : memblock_add 函数 , 将 内存块区域 添加到 memblock.memory 成员中 , 即 插入一块可用的物理内存 ;
上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ① ( 分区伙伴分配器源码数据结构 | free_area 空闲区域数组 | MAX_ORDER 宏定义 | 空闲区域的页最大阶数 ) 中 ,
很多学过C的人对malloc都不是很了解,知道使用malloc要加头文件,知道malloc是分配一块连续的内存,知道和free函数是一起用的。但是但是:
在 【Linux 内核 内存管理】物理分配页 ② ( __alloc_pages_nodemask 函数参数分析 | __alloc_pages_nodemask 函数分配物理页流程 ) 博客中 , 分析了 __alloc_pages_nodemask 函数分配物理页流程如下 :
arch:包含和硬件体系结构相关的代码,每种平台占一个相应的目录,如i386、arm、arm64、powerpc、mips等。Linux内核目前已经支持30种左右的体系结构。在arch目录下,存放的是各个平台以及各个平台的芯片对Linux内核进程调度、内存管理、中断等的支持,以及每个具体的SoC和电路板的板级支持代码。
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" 文件映射 " 的 " 虚拟内存区域 " vm_area_struct 结构体 的 数据结构表示形式如下 ;
分区伙伴分配器概念 : Linux 内核 在 基本 伙伴分配器 基础上 , 增加了对 " 内存节点 “ 和 ” 内存区域 “ 的支持 , 这就是 ” 分区伙伴分配器 “ , 英文名称为 ” Zond Buddy Allocator " ;
munmap 系统调用函数 调用了 vm_munmap 函数 , 在 vm_munmap 函数 中 , 又调用了 do_munmap 函数 , do_munmap 函数 是 删除 内存映射 的 核心函数 ;
这本书是个人看过的讲操作系统底层里面讲的最通俗易懂的了,但是200多页的内容确实讲不了多深的内容,所以不要对这本书抱有过高期待,当一个入门书了解即可。
在上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ③ ( 备用内存区域列表 | ZONELIST_FALLBACK 枚举 | zoneref 结构体 | 备用内存区域借用物理页规则 ) 中 , 介绍了 UMA 系统的 备用内存区域列表 :
上个月,Qualys的安全研究人员在多种基于Unix的系统上发现名为“Stack Clash”的漏洞,该漏洞能让攻击者在UNIX系统上获得root权限,并接管这台受到攻击的计算机。目前安全研究人员发现
Buffer是用于存储数据块的临时内存区域,主要用于缓存I/O操作。当数据从磁盘或其他设备读取到内存时,首先会存储在Buffer中,以提供对这些数据的快速访问。Buffer可以看作是一个中介层,有助于优化读写性能。
一个[合格的]Oracle DBA在安装数据库的时候,通常都会按要求关闭NUMA(MOS:Disable NUMA At OS Level (Doc ID 2193586.1)),因为启用NUMA会导致CPU彪高,性能很差(MOS:High CPU Usage when NUMA enabled (Doc ID 953733.1))。也许是这类问题太多,从Oracle 11gR2开始,默认就关闭了NUMA特性,因为NUMA的使用比较苛刻,要结合硬件、操作系统和Oracle版本(MOS:Oracle NUMA Usage Recommendation (Doc ID 759565.1))以及应用程序。稍有不对,努力白费,所以乖乖的关掉NUMA,是比较正确的事情。
Linux内存清理:绝大多数情况下都不需要此操作,因为cache的内存在需要的时候是可以自动释放的~
最近一台 CentOS 服务器,发现内存无端损失了许多,free 和 ps 统计的结果相差十几个G,非常奇怪,后来Google了许久才搞明白。
在上篇文章 《深入理解 Linux 虚拟内存管理》 中,笔者分别从进程用户态和内核态的角度详细深入地为大家介绍了 Linux 内核如何对进程虚拟内存空间进行布局以及管理的相关实现。在我们深入理解了虚拟内存之后,那么何不顺带着也探秘一下物理内存的管理呢?
调用 mmap 系统调用 , 先检查 " 偏移 " 是否是 " 内存页大小 " 的 " 整数倍 " , 如果偏移是内存页大小的整数倍 , 则调用 sys_mmap_pgoff 函数 , 继续向下执行 ;
Lazy Load是一个用Javascript写得jQuery插件。它可以使一个长网页中,不在当前视图中的图片延迟加载,以提高页面的载入速度。
memblock 分配器 涉及到 内存块 类型 , 在 Linux 内核中 , 使用 struct memblock_type 结构体 描述 ,
缓冲区是所有 I/O 的基础,I/O 讲的无非就是把数据移进或移出缓冲区;进程执行 I/O
上一篇博客 【Linux 内核 内存管理】分区伙伴分配器 ⑤ ( 区域水线 | 区域水线数据结构 zone_watermarks 枚举 | 内存区域 zone 中的区域水线 watermark 成员 ) 中讲解了 区域水线概念 , 本篇博客中开始分析 根据水线 进行 水位控制 的机制 ;
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