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-- linux爱好者,业余时间热衷于分析linux内核源码 -- 目前主要研究云计算和虚拟化相关的技术,主要包括libvirt/qemu,openstack,opennebula架构和源码分析。 -- 第五届云计算大会演讲嘉宾 微博:@Marshal-Liu

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分类: LINUX

2012-02-02 14:42:15

看代码的时候,从能看到通过mmap映射一段匿名内存,但是为什么非要映射一段匿名内存呢,匿名内存到底是干啥用的?对这个问题一直不解,今天google了很多资料,总结一下自己理解的内容。

    1 匿名内存的定义

    匿名内存是指那些在文件系统里没有相对应的”储备文件“的那些内存,堆和栈空间的内存都属于匿名内存。

   2 匿名内存的用途

    匿名内存来源于交换分区,即linux下的swap分区。

    Swap空间的作用可简单描述为:当系统的物理内存不够用的时候,就需要将物理内存中的一部分空间释放出来,以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序,这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中,等到那些程序要运行时,再从Swap中恢复保存的数据到内存中。这样,系统总是在物理内存不够时,才进行Swap交换。

 你可能会经常遇这种现象。例如,在使用linux系统同时运行多个程序时,当你切换到一个很长时间没有理会的程序时,会听到硬盘“哗哗”直响。这是因为这个程序的内存被那些频繁运行的程序给“偷走”了,放到了Swap区中。因此,一旦此程序被放置到前端,它就会从Swap区取回自己的数据,将其放进内存,然后接着运行。

    需要说明一点,并不是所有从物理内存中交换出来的数据都会被放到Swap中(如果这样的话,Swap就会不堪重负),有相当一部分数据被直接交换到文件系统。例如,有的程序会打开一些文件,对文件进行读写(其实每个程序都至少要打开一个文件,那就是运行程序本身),当需要将这些程序的内存空间交换出去时,就没有必要将文件部分的数据放到Swap空间中了,而可以直接将其放到文件里去。如果是读文件操作,那么内存数据被直接释放,不需要交换出来,因为下次需要时,可直接从文件系统恢复;如果是写文件,只需要将变化的数据保存到文件中,以便恢复。但是那些用malloc和new函数生成的对象的数据则不同,它们需要Swap空间,因为它们在文件系统中没有相应的“储备”文件,因此被称作“匿名”(Anonymous)内存数据。这类数据还包括堆栈中的一些状态和变量数据等。所以说,Swap空间是“匿名”数据的交换空间

    3 swap分区对性能的影响

    分配太多的Swap空间会浪费磁盘空间,而Swap空间太少,则系统会发生错误。 如果系统的物理内存用光了,系统就会跑得很慢,但仍能运行;如果Swap空间用光了,那么系统就会发生错误。例如,Web服务器能根据不同的请求数量衍生出多个服务进程(或线程),如果Swap空间用完,则服务进程无法启动,通常会出现“application is out of memory”的错误,严重时会造成服务进程的死锁。因此Swap空间的分配是很重要的。

   4 swap空间的监测方法

    Swap空间的分配固然很重要,而系统运行时的性能监控却更加有价值。通过性能监视工具,可以检查系统的各项性能指标,找到系统性能的瓶颈。本文只介绍一下在Solaris下和Swap相关的一些命令和用途。

  最常用的是vmstat命令,此命令可以查看大多数性能指标。

命令说明:

  vmstat 后面的参数指定了性能指标捕获的时间间隔。3表示每三秒钟捕获一次。第一行数据不用看,没有价值,它仅反映开机以来的平均性能。从第二行开始,反映每三秒钟之内的系统性能指标。这些性能指标中和Swap有关的包括以下几项:

  procs下的w

  它表示当前(三秒钟之内)需要释放内存、交换出去的进程数量。

  memory下的swpd

  它表示使用的Swap空间的大小。

  Swap下的si,so

  si表示当前(三秒钟之内)每秒交换回内存(Swap in)的总量,单位为kbytes;so表示当前(三秒钟之内)每秒交换出内存(Swap out)的总量,单位为kbytes。

  以上的指标数量越大,表示系统越忙。这些指标所表现的系统繁忙程度,与系统具体的配置有关。系统管理员应该在平时系统正常运行时,记下这些指标的数值,在系统发生问题的时候,再进行比较,就会很快发现问题,并制定本系统正常运行的标准指标值,以供性能监控使用。

    5 增加和删除swap空间的方法

增加Swap空间,分以下几步:

  1)成为超级用户

  $su passwd root

  2)创建Swap文件

  # dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1024 count=65536

  创建一个有连续空间的交换文件。

  3)激活Swap文件

  #/usr/sbin/swapon swapfile

  swapfile指的是上一步创建的交换文件。 4)现在新加的Swap文件已经起作用了,但系统重新启动以后,并不会记住前几步的操作。因此要在/etc/fstab文件中记录文件的名字,和Swap类型,如:

  /path/swapfile none Swap sw,pri=3 0 0

  5)检验Swap文件是否加上

  /usr/sbin/swapon -s

  删除多余的Swap空间。

  1)成为超级用户

  2)使用Swapoff命令收回Swap空间。

  #/usr/sbin/swapoff swapfile

  3)编辑/etc/fstab文件,去掉此Swap文件的实体。

  4)从文件系统中回收此文件。

  #rm swapfile

  5)当然,如果此Swap空间不是一个文件,而是一个分区,则需创建一个新的文件系统,再挂接到原来的文件系统上。

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