Android Low memory killer 实现原理

Android Low memory killer 

 

                               Android Low memory killer

                                                                   by 永远的伊苏

 

      Android中，进程的生命周期都是由系统控制的，即使用户关掉了程序，进程依然是存在于内存之中。这样设计的目的是为了下次能快速启动。当然，随着系统运行时间的增长，内存会越来越少。Android Kernel 会定时执行一次检查，杀死一些进程，释放掉内存。

    那么，如何来判断，那些进程是需要杀死的呢？答案就是我们的标题：Low memory killer机制。

    Android 的是基于linux的OOM（out of memory）  规则改进而来的。 OOM通过一些比较复杂的评分机制，对进程进行打分，然后将分数高的进程判定为bad进程，杀死并释放内存。OOM只有当系统内存不足的时候才会启动检查，而Low memory killer 则是定时进行检查。

     Low memory killer 主要是通过进程的oom_adj 来判定进程的重要程度。oom_adj的大小和进程的类型以及进程被调度的次序有关。

     Low memory killer 的具体实现可参看：kernel/drivers/misc/lowmemorykiller.c 

     其原理很简单，在linux中，存在一个kswapd的内核线程，当linux回收存放分页的时候，kswapd线程将会遍历一张shrinker链表，并执行回调，定义如下：

     所以只要注册 Shrinker，变可以在内存分页回收时根据规则释放内存,下面我们来看看其实现。 

    首先定义shrinker结构体，lowmem_shrink为回调函数的指针，当有内存分页回收的时候，这个函数将会被调用。

 

   初始化模块时进行注册，结束时注销。

     Android中，存在着一张内存阈值表，这张阈值表是可以在init.rc中进行配置的，

合理配置这张表，对于小内存设备有非常重要的作用。

     我们来看lowmemorykiller.c中这张默认的阈值表：

 

 

Lowmeme_adj中各项数值代表阈值的警戒级数，lowmem_minfree代表对应级数的剩余内存。

也就是说，当系统的剩余内存为小于6MB时候，警戒级数为0，当系统内存剩余小于8M而大于

6M的时候，警戒级数为1，当内存小于64M大于16MB的时候，警戒级数为12.

Low memory killer 的规则就是根据当前系统的剩余内存多少来获取当前的警戒级数，如果进程的oom_adj大于警戒级数并且最大，进程将会被杀死（相同omm_adj的，则杀死占用内存较多的）。Omm_adj越小，代表进程越重要。一些前台的进程，oom_adj会比较小，而后台的服务，omm_adj会比较大，所以当内存不足的时候，Low memory killer 杀掉的必然先杀掉的是后台服务而不是前台的进程。

OK，现在我们来看具体代码，也就是lowmem_shrink这个回调函数：

 

 

首先通过global_page_state获取当前剩余内存大小，然后根据剩余内存和内存阈值表查找当前的内存警戒数min_adj。接着遍历所有进程，找到oom_adj大于min_adj并且oom_adj最大的进程：

进程的oom_adj 小于警戒阈值，则无视。 

获取这个进程所占用的内存大小tasksize，如果小于比我们当前选出进程的内存，则无视。

如果大于则选中这个进程:

经过for_each的遍历，selected 就是我们选出要释放掉的bad进程，它具有下面两个条件：

Oom_adj大于当前警戒阈值并且最大。

在同样大小的oom_adj中，占用内存最多。

 

最后，我们释放掉这个进程的内存，通过force_sig(SIGKILL, selected)来向进程发送一个不可以忽略或阻塞的SIGKILL信号。

 

阈值表可以通过/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj和/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree进行配置，例如在init.rc中：

# Write value must be consistent with the above properties.   write /sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj 0,1,2,7,14,15    write /proc/sys/vm/overcommit_memory 1   write /sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree 1536,2048,4096,5120,5632,6144    class_start default 

 

进程oom_adj同样可以进行设置，通过write /proc//oom_adj  ，在init.rc中，init进程的pid为1，omm_adj被配置为-16，永远不会被杀死。

   # Set init its forked children's oom_adj.   write /proc/1/oom_adj -16

 

   Low memory killer的基本原理我们应该弄清了，正如我前面所说的，进程omm_adj的大小是跟进程的类型以及进程被调度的次序有关。进程的类型，可以在ActivityManagerService中清楚的看到： 

    static final int EMPTY_APP_ADJ;

    static final int HIDDEN_APP_MAX_ADJ;

    static final int HIDDEN_APP_MIN_ADJ;

    static final int HOME_APP_ADJ;

    static final int BACKUP_APP_ADJ;

    static final int SECONDARY_SERVER_ADJ;

    static final int HEAVY_WEIGHT_APP_ADJ;

    static final int PERCEPTIBLE_APP_ADJ;

    static final int VISIBLE_APP_ADJ;

    static final int FOREGROUND_APP_ADJ;

    static final int CORE_SERVER_ADJ = -12;

    static final int SYSTEM_ADJ = -16; 

定义各种进程的oom_adj,CORE_SERVER_ADJ代表一些核心的服务的omm_adj,数值为-12，由前面的分析可知道，这类进程永远也不会被杀死。

其他未赋值的都在static块中进行了初始化，是通过system/rootdir/init.rc进行配置的：

 

   在init.rc中：

# Define the oom_adj values for the classes of processes that can be

# killed by the kernel.  These are used in ActivityManagerService.

   setprop ro.FOREGROUND_APP_ADJ 0

   setprop ro.VISIBLE_APP_ADJ 1

   setprop ro.SECONDARY_SERVER_ADJ 2

   setprop ro.HIDDEN_APP_MIN_ADJ 7

   setprop ro.CONTENT_PROVIDER_ADJ 14

   setprop ro.EMPTY_APP_ADJ 15

 

# Define the memory thresholds at which the above process classes will

# be killed.  These numbers are in pages (4k).

   setprop ro.FOREGROUND_APP_MEM 1536

   setprop ro.VISIBLE_APP_MEM 2048

   setprop ro.SECONDARY_SERVER_MEM 4096

   setprop ro.HIDDEN_APP_MEM 5120

   setprop ro.CONTENT_PROVIDER_MEM 5632

   setprop ro.EMPTY_APP_MEM 6144

 

  由此我们知道EMPTY_APP 最容易被杀死，其实是CONTENT_PROVIDER ，FOREGROUND的进程很难被杀死。

  现在我们再来说影响oom_adj的第二个因素，进程的调度次序。这涉及到了ActivityManagerService的复杂调度，我们下次再来看吧。呵呵。

 

  See you next time ！！！

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