如何通过阅读源代码了解 vmstat 中的指标

Wedding Bus 官方 2024-11-17 03:37:22

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vmstat -a 命令能看到 active memory 和 inactive memory，但是它们是什么意思呢？它们的含义在 manpage 中只给了简单的说明，并未详细解释：inact: the amount of inactive memory. (-a option)active: the amount of active memory. (-a option)在此我们试图准确理解它的含义。通过阅读 vmstat 的源代码 (vmstat.c 和 proc/sys**.c)得知，vmstat 命令是直接从/proc/mem** 中获取的数据：而/proc/mem** 的数据是在以下内核函数中生成的：这段代码的意思是统计所有的 lru l**t，其中 active memory 等于 active_anon 与 active_file 之和，inactive memory 等于 inactive_anon 与 inactive_file 之和。lru l**t 是 linux 内核的内存页面回收算法page frame reclaiming algorithm所使用的数据结构，lru 是 least recently used 的缩写词。这个算法的核心思想是：回收的页面应该是最近使用得最少的。为了实现这个目标，最理想的情况是每个页面都有一个年龄项，用于记录最近一次访问页面的时间，可惜 x86 cpu 硬件并不支持这个特性，x86 cpu 只能做到在访问页面时设置一个标志位 access bit，无法记录时间。所以 linux 内核使用了一个折衷的方法：它采用了 lru l**t 列表，把刚访问过的页面放在列首，越接近列尾的就是越长时间未访问过的页面，这样，虽然不能记录访问时间，但利用页面在 lru l**t 中的相对位置也可以轻松找到年龄最长的页面。linux 内核设计了两种 lru l**t: active l**t 和 inactive l**t, 刚访问过的页面放进 active l**t，长时间未访问过的页面放进 inactive l**t，这样从 inactive l**t 回收页面就变得简单了。内核线程 kswapd 会周期性地把 active l**t 中符合条件的页面移到 inactive l**t 中，这项转移工作是由 refill_inactive_zone() 完成的。这段代码的意思是统计所有的 lru l**t，其中active memory 等于 active_anon 与 active_file 之和，inactive memory 等于 inactive_anon 与 inactive_file 之和。lru l**t 示意图vmstat 看到的 active/inactive memory 就分别是 active l**t 和 inactive l**t 中的内存大小。如果 inactive l**t 很大，表明在必要时可以回收的页面很多；而如果 inactive l**t 很小，说明可以回收的页面不多。active/inactive memory 是针对用户进程所占用的内存而言的，内核占用的内存（包括 slab）不在其中。至于在源代码中看到的 active_anon 和 active_file，分别表示 anonymous pages 和 mapped pages。用户进程的内存页分为两种：与文件关联的内存（比如程序文件、数据文件所对应的内存页）和与文件无关的内存（比如进程的堆栈，用 malloc 申请的内存），前者称为 file pages 或 mapped pages，后者称为 anonymous pages。file pages 在发生换页(page-in 或 page-out)时，是从它对应的文件读入或写出；anonymous pages 在发生换页时，是对交换区进行读/写操作。 20210311

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你把指标载图发上来，也许能找到呢。

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