Linux性能调优--内存套路篇

总结一些解决内存问题，优化内存的一些思路
1 内存性能指标
系统内存使用情况
已用内存和剩余内存很容易理解，就是已经使用和还未使用的内存。
共享内存是通过 tmpfs 实现的，所以它的大小也就是 tmpfs 使用的内存大小。tmpfs 其实也是一种特殊的缓存。
可用内存是新进程可以使用的最大内存，它包括剩余内存和可回收缓存。
缓存包括两部分，一部分是磁盘读取文件的页缓存，用来缓存从磁盘读取的数据，可以加快以后再次访问的速度。另一部分，则是 Slab 分配器中的可回收内存。
缓冲区是对原始磁盘块的临时存储，用来缓存将要写入磁盘的数据。这样，内核就可以把分散的写集中起来，统一优化磁盘写入。
进程内存使用情况
虚拟内存，包括了进程代码段、数据段、共享内存、已经申请的堆内存和已经换出的内存等。这里要注意，已经申请的内存，即使还没有分配物理内存，也算作虚拟内存。
常驻内存是进程实际使用的物理内存，不过，它不包括 Swap 和共享内存。
共享内存，既包括与其他进程共同使用的真实的共享内存，还包括了加载的动态链接库以及程序的代码段等。
Swap 内存，是指通过 Swap 换出到磁盘的内存
系统调用内存分配请求后，并不会立刻为其分配物理内存，而是在请求首次访问时，通过缺页异常来分配。
可以直接从物理内存中分配时，被称为次缺页异常。
需要磁盘 I/O 介入（比如 Swap）时，被称为主缺页异常。
主缺页异常升高，就意味着需要磁盘 I/O，那么内存访问也会慢很多。
内存性能指标：
工具：
free 可以查看系统的整体内存和 Swap 使用情况
top ps 查看进程的内存使用情况。
proc 文件系统，找到了内存指标的来源
vmstat，动态观察了内存的变化情况。
cachestat ，查看整个系统缓存的读写命中情况
cachetop 来观察每个进程缓存的读写命中情况
memleak 查找内存泄漏
sar 是目前 Linux 上最为全面的系统性能分析工具之一，可以从多方面对系统的活动进行报告
/proc/zoneinfo NUMA系统内存阀值
性能指标和工具的联系
1 从指标出发
2 从工具出发
但是也不可能每个工具都用一遍，还是有些套路可以遵循的。
具体的分析思路主要有这几步：
1 先用 free 和 top，查看系统整体的内存使用情况。
2 再用 vmstat 和 pidstat，查看一段时间的趋势，从而判断出内存问题的类型。
3 最后进行详细分析，比如内存分配分析、缓存 / 缓冲区分析、具体进程的内存使用分析等。
流程图：
常见的优化思路有这么几种。
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。
3 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。4 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。