kvm之ksm内存合并

  
转载自 https://blog.51cto.com/linzb/1883395

ksm：kernel SamePage Merging。 ksm让内核扫描正在运行中的所有程序，并比较它们的内存，如果发现它们的内存页有相同的，那么就把它们相同的内存页合并为一个内存页，并将其标识为“写时复制”，当标识为“写时复制”的内存页需要被修改时，内核就为其分配新的内存空间，并复制内存页到新的空间，在新的内存空间上进行修改。
  ksm设计初衷就是为了给虚拟化节约内存的，因为如果客户机都使用相同的系统和运行类似的程序，那么每个客户机进程就会有很大一部分的内存页是相同的，这时候使用ksm技术就能大大降低内存的使用率。也方便kvm内存的过载使用，传说有人在16G内存的机器上，成功运行52个1G内存的xp客户机。
    所以ksm的优点显而易见，但是它的缺点也是很明显的。ksm需要扫描相同的内存页，这就带来了开销，而且ksm自身也需要占用内存，当机器运行的程序没有什么耦合度的话，那么ksm不见得能提升内存效率。而且使用ksm还需要保证足够的内存交换空间，因为我们把多个内存页合并为一个，当内存耗尽，而恰好有内存页需要修改时，此时内存就溢出了，所以需要swap交换空间过渡下。
ksm的使用：
 内核的ksm守护进程时ksmd，我们可以通过修改/sys/kernel/mm/ksm/下的ksmd参数来对其进行配置，它的参数有如下几种（参考https://www.kernel.org/doc/Documentation/vm/ksm.txt）：

        full_scans：对可合并的内存区域扫描过的次数

        pages_shared：记录合并后共有多少内存页

        pages_sharing：记录有多少内存页正在使用被合并的共享页，不包括合并的内存页本身

        pages_to_scan：ksmd进程休眠前扫描的内存页个数，（我的理解是一次扫描的内存页个数）

        pages_unshared：因为没有重复内容而不能被合并的内存页数量

        pages_volatile：因为内容很容易变化而不能被合并的内存页数量

        run：是否开启ksm

            0：表示停止ksmd但保持它已经合并的内存页

            1：运行ksmd

            2：停止ksmd并分离已合并的内存页

        sleep_millisecs：ksmd休眠的时间，也就是是两次运行的间隔

    虽然参数有这么多，但是我们可以操作的只有run、sleep_millisecs、pages_to_scan，使用也很简单：

        echo “$num" >/sys/kernel/mm/ksm/PARAMATER


     当然，手动操作很蛋疼，redhat在qemu-kvm的rpm包，整合了ksm 和ksmtuned两个管理工具（在/etc/init.d下的脚本）

        ksm：操作ksmd的功能，也就是利用这个脚本可以echo “$num" >/sys/kernel/mm/ksm/PARAMATER

        ksmtuned：可以智能地判断什么时候该开启ksmd什么时候该关闭并调节ksmd参数的程序，其配置文件为/etc/ksmtuned.conf
pages_shared和page_sharing的区别：
    我的理解是这样的，假设进程A、B、C各占用3个内存页，而且他们所占用的内存页都可以合并，那么page_shared=3而page_sharing=6  也就是实际节约的内存数量。kernel文档解释如下：
        pages_shared     - how many shared pages are being used
        pages_sharing    - how many more sites are sharing them i.e. how much saved