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linux系統性能測試之虛擬內存管理篇

虛擬內存管理是 Linux 內核裡面最復雜的部分,要弄懂這部分內容可能需要一整本書的講解。VPSee 在這裡只介紹和性能監測有關的兩個內核進程:kswapd 和pdflush。

1、kswapd daemon 用來檢查 pages_high 和 pages_low,如果可用內存少於 pages_low,kswapd 就開始掃描並試圖釋放 32個頁面,並且重復掃描釋放的過程直到可用內存大於 pages_high 為止。掃描的時候檢查3件事:1)如果頁面沒有修改,把頁放到可用內存列表裡;2)如果頁面被文件系統修改,把頁面內容寫到磁盤上;3)如果頁面被修改 了,但不是被文件系統修改的,把頁面寫到交換空間。

2、pdflush daemon 用來同步文件相關的內存頁面,把內存頁面及時同步到硬盤上。比如打開一個文件,文件被導入到內存裡,對文件做了修改後並保存後,內核並不馬上保存文件到硬 盤,由 pdflush 決定什麼時候把相應頁面寫入硬盤,這由一個內核參數 vm.dirty_background_ratio 來控制,比如下面的參數顯示髒頁面(dirty pages)達到所有內存頁面10%的時候開始寫入硬盤。
# /sbin/sysctl -n vm.dirty_background_ratio

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vmstat

繼續 vmstat 一些參數的介紹,上一篇 Linux 性能監測:CPU 介紹了 vmstat 的部分參數,這裡介紹另外一部分。以下數據來自 VPSee 的一個 256MB RAM,512MB SWAP 的 Xen VPS:

# vmstat 1

procs ———–memory———- —swap– —–io—- –system– —–cpu——

r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa st

0 3 252696 2432 268 7148 3604 2368 3608 2372 288 288 0 0 21 78 1

0 2 253484 2216 228 7104 5368 2976 5372 3036 930 519 0 0 0 100 0

0 1 259252 2616 128 6148 19784 18712 19784 18712 3821 1853 0 1 3 95 1

1 2 260008 2188 144 6824 11824 2584 12664 2584 1347 1174 14 0 0 86 0

2 1 262140 2964 128 5852 24912 17304 24952 17304 4737 2341 86 10 0 0 4

swpd,已使用的 SWAP 空間大小,KB 為單位;
free,可用的物理內存大小,KB 為單位;
buff,物理內存用來緩存讀寫操作的 buffer 大小,KB 為單位;
cache,物理內存用來緩存進程地址空間的 cache 大小,KB 為單位;
si,數據從 SWAP 讀取到 RAM(swap in)的大小,KB 為單位;
so,數據從 RAM 寫到 SWAP(swap out)的大小,KB 為單位;
bi,磁盤塊從文件系統或 SWAP 讀取到 RAM(blocks in)的大小,block 為單位;
bo,磁盤塊從 RAM 寫到文件系統或 SWAP(blocks out)的大小,block 為單位;
上面是一個頻繁讀寫交換區的例子,可以觀察到以下幾點:

1、物理可用內存 free 基本沒什麼顯著變化,swapd 逐步增加,說明最小可用的內存始終保持在 256MB X 10% =2.56MB 左右,當髒頁達到10%的時候(vm.dirty_background_ratio = 10)就開始大量使用 swap;
2、buff 穩步減少說明系統知道內存不夠了,kwapd 正在從 buff 那裡借用部分內存;
3、kswapd 持續把髒頁面寫到 swap 交換區(so),並且從 swapd 逐漸增加看出確實如此。根據上面講的 。kswapd 掃描時檢查的三件事,如果頁面被修改了,但不是被文件系統修改的,把頁面寫到 swap,所以這裡 swapd 持續增加。

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