linux系统内存不足问题的解决

网址: http://www.cnblogs.com/panfeng412/archive/2013/12/17/drop-caches-under-linux-system-2.html

前一篇文章里已经描述了具体遇到的问题及一些解决方法。但是还有些疑问点没有搞清楚，进一步学习了Linux系统下内存的分配使用机制，这里有两个资料讲的比较全面：

Where is the memory going? Memory waste under Linux

Where is the memory going?Memory usage in the 2.6 kernel

以下记录的是进一步排查的进展情况。

更深层次的原因

前一篇文章里排查到Linux系统中有大量的dentry_cache占用内存，为什么会有如此多的dentry_cache呢？

1. 首先，弄清楚dentry_cache的概念及作用：目录项高速缓存，是Linux为了提高目录项对象的处理效率而设计的；它记录了目录项到inode的 映射关系。因此，当应用程序发起stat系统调用时，就会创建对应的dentry_cache项（更进一步，如果每次stat的文件都是不存在的文件，那 么总是会有大量新的dentry_cache项被创建）。

2. 当前服务器是storm集群的节点，首先想到了storm相关的工作进程，strace一下storm的worker进程发现其中有非常频繁的stat系统调用发生，而且stat的文件总是新的文件名：

sudo strace -fp <pid> -e trace=stat

3. 进一步观察到storm的worker进程会在本地目录下频繁的创建、打开、关闭、删除心跳文件，每秒钟一个新的文件名：

sudo strace -fp <pid> -e trace=open,stat,close,unlink

以上就是系统中为何有如此多的dentry_cache的原因所在。

一个奇怪的现象

通过观察/proc/meminfo发现，slab内存分为两部分：

SReclaimable // 可回收的slab
SUnreclaim // 不可回收的slab

当时服务器的现状是：slab部分占用的内存，大部分显示的都是SReclaimable，也就是说可以被回收的。

但是通过slabtop观察到slab内存中最主要的部分（dentry_cache）的OBJS几乎都是ACTIVE的，显示100%处于被使用状态。

  OBJS ACTIVE  USE OBJ SIZE  SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME                   
13926348 13926348 100%    0.21K 773686       18   3494744K dentry_cache
334040 262056  78%    0.09K   8351       40     33404K buffer_head
151040 150537  99%    0.74K  30208        5    120832K ext3_inode_cache

为什么显示可回收的，但是又处于ACTIVE状态呢？求Linux内核达人看到后热心解释下：（

会不会由于是ACTIVE状态，导致dcache没有被自动回收释放掉呢？

让系统自动回收dcache

上一小节，我们已经提到，服务器上大部分的slab内存是SReclaimable可回收状态的，那么，我们能不能交给操作系统让他在某个时机自动触发回收操作呢？答案是肯定的。

查了一些关于Linux dcache的相关资料，发现操作系统会在到了内存临界阈值后，触发kswapd内核进程工作才进行释放，这个阈值的计算方法如下：

1. 首先，grep low /proc/zoneinfo，得到如下结果：

        low      1
        low      380
        low      12067

2. 将以上3列加起来，乘以4KB，就是这个阈值，通过这个方法计算后发现当前服务器的回收阈值只有48MB，因此很难看到这一现象，实际中可能等不到回收，操作系统就会hang住没响应了。

3. 可以通过以下方法调大这个阈值：将vm.extra_free_kbytes设置为vm.min_free_kbytes和一样大，则/proc/zoneinfo中对应的low阈值就会增大一倍，同时high阈值也会随之增长，以此类推。

$ sudo sysctl -a | grep free_kbytes       
vm.min_free_kbytes = 39847
vm.extra_free_kbytes = 0
$ sudo sysctl -w vm.extra_free_kbytes=836787  ######1GB

4. 举个例子，当low阈值被设置为1GB的时候，当系统free的内存小于1GB时，观察到kswapd进程开始工作（进程状态从Sleeping变为Running），同时dcache开始被系统回收，直到系统free的内存介于low阈值和high阈值之间，停止回收。