Vmstat命令中活躍內(nèi)存和非活躍內(nèi)存
vmstat -a 命令能看到active memory 和 inactive memory:
但它們的含義在manpage中只給了簡(jiǎn)單的說(shuō)明,并未詳細(xì)解釋?zhuān)?/p>
inact: the amount of inactive memory. (-a option)active: the amount of active memory. (-a option)
在此我們?cè)噲D準(zhǔn)確理解它的含義。通過(guò)閱讀vmstat的源代碼(vmstat.c和proc/sysinfo.c)得知,vmstat命令是直接從/proc/meminfo中獲取的數(shù)據(jù):
而/proc/meminfo的數(shù)據(jù)是在以下內(nèi)核函數(shù)中生成的:
這段代碼的意思是統(tǒng)計(jì)所有的LRU list,其中Active Memory等于ACTIVE_ANON與ACTIVE_FILE之和,Inactive Memory等于INACTIVE_ANON與INACTIVE_FILE之和。
LRU list是Linux kernel的內(nèi)存頁(yè)面回收算法(Page Frame Reclaiming Algorithm)所使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),LRU是Least Recently Used的縮寫(xiě)詞。這個(gè)算法的核心思想是:回收的頁(yè)面應(yīng)該是最近使用得最少的,為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo),最理想的情況是每個(gè)頁(yè)面都有一個(gè)年齡項(xiàng),用于記錄最近一次訪問(wèn)頁(yè)面的時(shí)間,可惜x86 CPU硬件并不支持這個(gè)特性,x86 CPU只能做到在訪問(wèn)頁(yè)面時(shí)設(shè)置一個(gè)標(biāo)志位Access Bit,無(wú)法記錄時(shí)間,所以Linux Kernel使用了一個(gè)折衷的方法:它采用了LRU list列表,把剛訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面放在列首,越接近列尾的就是越長(zhǎng)時(shí)間未訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面,這樣,雖然不能記錄訪問(wèn)時(shí)間,但利用頁(yè)面在LRU list中的相對(duì)位置也可以輕松找到年齡最長(zhǎng)的頁(yè)面。Linux kernel設(shè)計(jì)了兩種LRU list: active list 和 inactive list, 剛訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面放進(jìn)active list,長(zhǎng)時(shí)間未訪問(wèn)過(guò)的頁(yè)面放進(jìn)inactive list,這樣從inactive list回收頁(yè)面就變得簡(jiǎn)單了。內(nèi)核線程kswapd會(huì)周期性地把a(bǔ)ctive list中符合條件的頁(yè)面移到inactive list中,這項(xiàng)轉(zhuǎn)移工作是由refill_inactive_zone()完成的。
LRU list 示意圖
vmstat看到的active/inactive memory就分別是active list和inactive list中的內(nèi)存大小。如果inactive list很大,表明在必要時(shí)可以回收的頁(yè)面很多;而如果inactive list很小,說(shuō)明可以回收的頁(yè)面不多。
Active/inactive memory是針對(duì)用戶進(jìn)程所占用的內(nèi)存而言的,內(nèi)核占用的內(nèi)存(包括slab)不在其中。
至于在源代碼中看到的ACTIVE_ANON和ACTIVE_FILE,分別表示anonymous pages和file-backed pages。用戶進(jìn)程的內(nèi)存頁(yè)分為兩種:與文件關(guān)聯(lián)的內(nèi)存(比如程序文件、數(shù)據(jù)文件所對(duì)應(yīng)的內(nèi)存頁(yè))和與文件無(wú)關(guān)的內(nèi)存(比如進(jìn)程的堆棧,用malloc申請(qǐng)的內(nèi)存),前者稱(chēng)為file-backed pages,后者稱(chēng)為anonymous pages。File-backed pages在發(fā)生換頁(yè)(page-in或page-out)時(shí),是從它對(duì)應(yīng)的文件讀入或?qū)懗?;anonymous pages在發(fā)生換頁(yè)時(shí),是對(duì)交換區(qū)進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。