Part Ⅲ | 内存性能篇

内存原理

内存主要是用来存储系统和应用程序的指令、数据和缓存等

Swap 原理

简单的说就是把磁盘或文件当成内存来使用，包括换出和换入两个过程。 Swap 分区和 Swap 文件

内存调优

内存调优最重要的就是，保证应用程序的热点数据放到内存中，并尽量减少换页和交换。
常见优化思路：

1. 最好禁止 Swap。如果必须开启 Swap，降低 swappiness 的值，减少内存回收时 Swap 的使用倾向。
2. 减少内存的动态分配。比如，可以使用内存池、大页（HugePage）等。
3. 尽量使用缓存和缓冲区来访问数据。比如，可以使用堆栈明确声明内存空间，来存储需要缓存的数据；或者用 Redis 这类的外部缓存组件，优化数据的访问。
4. 使用 cgroups 等方式限制进程的内存使用情况。这样，可以确保系统内存不会被异常进程耗尽。
5. 通过 /proc/pid/oom_adj ，调整核心应用的 oom_score。这样，可以保证即使内存紧张，核心应用也不会被 OOM 杀死。

概念

• 虚拟地址空间
  • 内核空间
  • 用户空间

虚拟内存
物理内存
内存映射：将虚拟内存地址映射到物理内存地址，
页表：内核为每个进程维护一张页表，记录虚拟地址与物理地址的映射关系，实际存储在CPU 的内存管理单元MMU中
页：内存映射的最小单位，通常是4KB
多级页表机制和大页机制：Linux 用来解决页表项过多的问题

缓存
缓存区

文件页（File-backed Page）
脏页：被应用程序修改，并且暂时没有被写入磁盘的数据，
匿名页（Anonymous Page）

虚拟内存的空间分布

内存分配和回收

Buffer 是对读写磁盘数据的缓存，Cache 是对读写文件数据的缓存，设计的目的是提升系统I/O性能

直接内存回收：一个最容易想到的场景就是，有新的大块内存分配请求，但是剩余内存不足。这个时候系统就需要回收一部分内存（比如前面提到的缓存），进而尽可能地满足新内存请求。

NUMA （Non-Uniform Memory Access）架构

案例

内存泄漏

场景延申
MySQL:https://dev.mysql.com/doc/refman/8.0/en/memory-use.html

补充

centos bcc-tool 工具安装
rpm -qa |grep kerner,先查找系统内核版本，网上查找相应的匹配kerner-devel包，及时没有相同版本也不要紧，比如5.0.5-1的版本就是我系统的版本网上找了没有这个版本对应的kerner-devel包但是不知道为什么升级了会安装这个版本，我系统升级前centos7.3，升级后7.6。我就下载了5.0.5-3并安装，然后版本的，找到对应的包版本，rpm -ql 包版本，做个软连接就OK。至此bcc已经安装完成。做为一个linux运维我都装了2天，可想而知大家。此方法亲测centos7.3

内存性能指标

工具

分析流程