vm.min_free_kbytes 작동 방식
시스템 자체의 적절한 기능을 보장하기 위해 시스템에서 메모리 할당이 필요할 수 있습니다. 커널이 모든 메모리 할당을 허용하면 OS를 원활하게 실행하기 위해 일반 작업에 메모리가 필요할 때 어려움을 겪을 수 있습니다. 이것이 커널이 조정 가능한 vm.min_free_kbytes를 제공하는 이유입니다. 튜너블은 커널의 메모리 관리자가 최소한 X개의 여유 메모리를 유지하도록 합니다. 다음은 공식 정의입니다. 리눅스 커널 문서 : 이것은 Linux VM이 최소 KB의 여유 공간을 유지하도록 강제하는 데 사용됩니다. VM은 이 숫자를 사용하여 시스템의 각 lowmem 영역에 대한 워터마크[WMARK_MIN] 값을 계산합니다. 각 lowmem 영역은 크기에 비례하여 예약된 여유 페이지 수를 가져옵니다. PF_MEMALLOC 할당을 충족하려면 최소한의 메모리가 필요합니다. 이 값을 1024KB 미만으로 설정하면 시스템이 미묘하게 손상되고 높은 부하에서 교착 상태에 빠지기 쉽습니다. 이 값을 너무 높게 설정하면 컴퓨터가 즉시 OOM됩니다.
vm.min_free_kbytes 작동 확인
min_free_kbytes 설정이 설계된 대로 작동하는지 테스트하기 위해 3.75GB RAM만 있는 Linux 가상 인스턴스를 만들었습니다. 아래의 무료 명령을 사용하여 시스템을 분석하십시오.
#무료 -미디엄
-m 플래그를 사용하여 위의 여유 메모리 유틸리티를 살펴보고 값을 MB 단위로 인쇄합니다. 총 메모리는 3.5~3.75GB입니다. 121MB의 메모리가 사용되고 3.3GB의 메모리가 사용 가능하며 251MB는 버퍼 캐시에 사용됩니다. 그리고 3.3GB의 메모리를 사용할 수 있습니다.
이제 vm.min_free_kbytes 값을 변경하고 시스템 메모리에 미치는 영향을 확인합니다. 새 값을 proc 가상 파일 시스템에 반영하여 아래와 같이 커널 매개변수 값을 변경합니다.
# 에코 1500000 > /proc/sys/vm/min_free_kbytes# sysctl vm.min_free_kbytes
매개변수가 약 1.5GB로 변경되어 적용되었음을 알 수 있습니다. 이제 사용해보자 무료 명령을 다시 실행하여 시스템에서 인식한 변경 사항을 확인하십시오.
#무료 -미디엄 
여유 메모리와 버퍼 캐시는 명령에 의해 변경되지 않지만 표시되는 메모리 양은 다음과 같습니다. 사용 가능 3327MB에서 1222MB로 감소했습니다. 이는 최소 1.5GB의 여유 메모리에 대한 매개변수 변경의 대략적인 감소입니다.
이제 2GB 데이터 파일을 만든 다음 해당 파일을 버퍼 캐시로 읽는 것이 값에 미치는 영향을 살펴보겠습니다. 다음은 아래의 bash 스크립트 2줄로 2GB 데이터 파일을 만드는 방법입니다. 스크립트는 dd 명령을 사용하여 35MB 임의의 파일을 생성한 다음 새 파일에 70번 복사합니다. 데이터 파일 산출:
# dd if=/dev/random of=/root/d1.txt count=1000000# for i in `seq 1 70`; 에코 $i; 고양이 /root/d1.txt >> /root/data_file; 완료
아래와 같이 파일을 읽고 /dev/null로 리디렉션하여 파일을 읽고 내용을 무시합시다.
#고양이데이터 파일> /개발자/없는자, 이 일련의 조작으로 시스템 메모리에 무슨 일이 일어났는지 지금 확인해 보겠습니다.
#무료 -미디엄 
위의 결과를 분석합니다. 아직 1.8GB의 여유 메모리가 있으므로 커널은 min_free_kbytes 설정으로 인해 많은 양의 메모리를 예약된 것으로 보호했습니다. 버퍼 캐시는 1691MB를 사용했으며 이는 2.3GB인 데이터 파일의 총 크기보다 작습니다. 분명히 전체 데이터 파일 버퍼 캐시에 사용할 수 있는 메모리가 부족하여 캐시에 저장할 수 없습니다. 전체 파일이 캐시에 저장되지 않고 파일 읽기를 반복적으로 시도하는 타이밍을 확인할 수 있습니다. 캐시된 경우 파일을 읽는 데 1초 미만이 소요됩니다. 해 보자.
# 시간 고양이 데이터 파일 > /dev/null# 시간 고양이 데이터 파일 > /dev/null
파일 읽기에는 거의 20초가 소요되었으며 이는 거의 모든 캐시가 캐시되지 않았음을 의미합니다.
마지막 검증으로 vm.min_free_kbytes를 줄여 페이지 캐시가 작동할 수 있는 더 많은 공간을 확보하고 캐시가 작동하고 파일 읽기가 훨씬 빨라지는 것을 기대할 수 있습니다.
# 에코 67584 > /proc/sys/vm/min_free_kbytes# 시간 고양이 데이터 파일 > /dev/null
# 시간 고양이 데이터 파일 > /dev/null
캐시에 사용할 수 있는 추가 메모리로 파일 읽기 시간이 20초에서 0.364초로 모두 캐시에 저장되었습니다.
다른 실험이 궁금합니다. 이 매우 높은 vm.min_free_kbytes 설정에 직면하여 C 프로그램에서 메모리를 할당하기 위한 malloc 호출은 어떻게 됩니까? malloc이 실패할까요? 시스템이 죽을 것인가? 먼저 vm.min_free_kbytes 설정을 매우 높은 값으로 재설정하여 실험을 재개합니다.
#던졌다 1500000 > /퍼센트/시스템/VM/min_free_kbytes여유 메모리를 다시 살펴보겠습니다.
이론적으로 1.9GB의 여유 공간과 515MB의 여유 공간이 있습니다. 메모리를 사용하고 어디에서 실패하는지 확인하기 위해 stress-ng라는 스트레스 테스트 프로그램을 사용합시다. 우리는 VM 테스터를 사용하고 1GB의 메모리를 할당하려고 합니다. 3.75GB 시스템에서 1.5GB만 예약했기 때문에 이것이 작동해야 한다고 생각합니다.
# stress-ng --vm 1 --vm-bytes 1G --timeout 60초스트레스: 정보:[17537]돼지 파견:1VM
스트레스: 정보:[17537]캐시 할당: 기본 캐시 크기: 46080K
스트레스: 정보:[17537]성공적인 실행 완료~에60.09초(1분,0.09마른)
# stress-ng --vm 2 --vm-bytes 1G --timeout 60초
# stress-ng --vm 3 --vm-bytes 1G --timeout 60초
더 많은 작업자로 다시 시도해 보겠습니다. 1, 2, 3, 4개의 작업자를 시도할 수 있으며 어느 시점에서 실패해야 합니다. 내 테스트에서는 작업자 1명과 작업자 2명에서는 통과했지만 작업자 3명에서는 실패했습니다.
vm.min_free_kbytes를 낮은 숫자로 재설정하고 3.75GB 시스템에서 각각 1GB씩 3개의 메모리 스트레스 요인을 실행하는 데 도움이 되는지 확인합니다.
# 에코 67584 > /proc/sys/vm/min_free_kbytes# stress-ng --vm 3 --vm-bytes 1G --timeout 60초
이번에는 오류 없이 성공적으로 실행되었으며 문제 없이 두 번 시도했습니다. 따라서 vm.min_free_kbytes 값이 더 낮은 값으로 설정될 때 malloc에 더 많은 메모리를 사용할 수 있다는 동작상의 차이가 있다는 결론을 내릴 수 있습니다.
vm.min_free_kbytes의 기본 설정
내 시스템의 설정 기본값은 67584로 시스템 RAM의 약 1.8% 또는 64MB입니다. 심하게 스래싱된 시스템의 안전상의 이유로 더 많은 예약된 여유 메모리를 허용하기 위해 128MB로 약간 늘리는 경향이 있지만 평균 사용에서는 기본값이 충분히 합리적으로 보입니다. 공식 문서는 값을 너무 높게 만드는 것에 대해 경고합니다. 시스템 RAM의 5% 또는 10%로 설정하는 것은 아마도 설정의 의도된 용도가 아니며 너무 높습니다.
재부팅 후에도 유지되도록 vm.min_free_kbytes 설정
재부팅 후에도 설정이 유지되고 재부팅할 때 기본값으로 복원되지 않도록 하려면 /etc/sysctl.conf 파일에 원하는 새 값을 넣어 sysctl 설정을 유지해야 합니다.
결론
우리는 vm.min_free_kbytes Linux 커널 튜너블이 수정될 수 있고 시스템의 메모리를 예약하여 특히 사용량이 많고 메모리 할당이 많은 동안 시스템이 보다 안정적임을 보장할 수 있음을 확인했습니다. 기본 설정은 특히 고용량 메모리 시스템에서 너무 낮을 수 있으므로 신중하게 증가해야 합니다. 우리는 이 튜너블에 의해 예약된 메모리가 OS 캐시가 모든 메모리를 사용하는 것을 방지하고 일부 malloc 작업도 모든 메모리를 사용하는 것을 방지하는 것을 보았습니다.