HugePages是通过使用大页内存来取代传统的4kb内存页面,使得管理虚拟地址数变少,加快了从虚拟地址到物理地址的映射以及通过摒弃内存页面的换入换出以提高内存的整体性能。尤其是对于8GB以上的内存以及较大的Oracle SGA size,建议配值并使用HugePage特性。本文基于x86_64 Linux下来描述如何配值 HugePages。
1、Hugepage的引入
操作系统对于数据的存取直接从物理内存要比从磁盘读写数据要快的多,但是物理内存是有限的,这样就引出了物理内存与虚拟内存的概念。虚拟内存就是为了满足物理内存的不足而提出的策略,它是利用磁盘空间虚拟出的一块逻辑内存,这部分磁盘空间Windows下称之为虚拟内存,Linux下被称为交换空间(Swap Space)。
对于这个大内存的管理(物理内存+虚拟内存),大多数操作系统采用了分段或分页的方式进行管理。分段是粗粒度的管理方式,而分页则是细粒度管理方式,分页方式可以避免内存空间的浪费。相应地,也就存在内存的物理地址与虚拟地址的概念。通过前面这两种方式,CPU必须把虚拟地址转换程物理内存地址才能真正访问内存。为了提高这个转换效率,CPU会缓存最近的虚拟内存地址和物理内存地址的映射关系,并保存在一个由CPU维护的映射表中。为了尽量提高内存的访问速度,需要在映射表中保存尽量多的映射关系。
linux的内存管理采取的是分页存取机制,为了保证物理内存能得到充分的利用,内核会按照LRU算法在适当的时候将物理内存中不经常使用的内存页自动交换到虚拟内存中,而将经常使用的信息保留到物理内存。通常情况下,Linux默认情况下每页是4K,这就意味着如果物理内存很大,则映射表的条目将会非常多,会影响CPU的检索效率。因为内存大小是固定的,为了减少映射表的条目,可采取的办法只有增加页的尺寸。因此Hugepage便因此而来。也就是打破传统的小页面的内存管理方式,使用大页面2m,4m,16m等等。如此一来映射条目则明显减少。如果系统有大量的物理内存(大于8G),则物理32位的操作系统还是64位的,都应该使用Hugepage。