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常駐セットサイズ/仮想サイズについての説明が必要です

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常駐セットサイズ/仮想サイズについての説明が必要です

これはプロセスを監視するのに適したツールだとわかりましたpidstat。特定のプロセスの平均メモリ使用量を計算したいのですが、出力例を以下に示します。

02:34:36 PM       PID  minflt/s  majflt/s     VSZ    RSS   %MEM  Command
02:34:37 PM      7276      2.00      0.00  349212 210176   7.14  scalpel

(これは からの出力の一部ですpidstat -r -p 7276。)

平均メモリ消費量を計算するには、常駐セット サイズ (RSS) 情報と仮想サイズ (VSZ) 情報のどちらを使用すればよいでしょうか? Wikipedia やフォーラムでいくつか読みましたが、違いを完全に理解できているかどうかはわかりません。また、どれも信頼できないようです。では、プロセスを監視してメモリ使用量を取得するにはどうすればよいでしょうか?

この件に関してどんな助言でもいただければ助かります。

答え1

RSS は、このプロセスが現在メイン メモリ (RAM) 内に保持しているメモリの量です。VSZ は、プロセスが保持している仮想メモリの合計量です。これには、RAM 内とスワップ アウトされたすべての種類のメモリが含まれます。これらの数値は、共有ライブラリやその他の種類のメモリも含まれるため、歪む可能性があります。インスタンスを 500 個bash実行していても、メモリ フットプリントの合計サイズは RSS 値または VSZ 値の合計にはなりません。

プロセスのメモリ フットプリントについてより詳細な情報を取得する必要がある場合は、いくつかのオプションがあります。/proc/$PID/map不要なものを調べて除去することができます。 共有ライブラリの場合は、ニーズに応じて計算が複雑になる可能性があります (そう覚えていると思います)。

プロセスのヒープサイズだけを気にするのであれば、ファイル[heap]内のエントリを解析するだけでよいmap。カーネルがプロセスヒープに割り当てたサイズは、プロセスが持つ正確なバイト数を反映しているかどうかはわからない。尋ねた割り当てられるサイズです。細かい点、カーネル内部、最適化などにより、このサイズがずれることがあります。理想的な状況では、プロセスが必要とするサイズが、システム ページ サイズの最も近い倍数に切り上げられます ( がgetconf PAGESIZEサイズを教えてくれます。PC では、おそらく 4,096 バイトです)。

プロセスがどれだけのメモリを持っているかを確認したい場合割り当てられた最も良い方法の 1 つは、カーネル側のメトリックを放棄することです。代わりに、メカニズムを使用して C ライブラリのヒープ メモリの割り当て (解除) 関数を計測しますLD_PRELOAD。個人的には、この種の情報を取得するために少し乱用していますvalgrind。(計測を適用するには、プロセスを再起動する必要があることに注意してください。)

実行時間のベンチマークも行う可能性があるため、valgrindプログラムがわずかに遅くなることに注意してください (ただし、おそらく許容範囲内です)。

答え2

最小限の実行可能な例

これを理解するには、ページングの基本を理解する必要があります。https://stackoverflow.com/questions/18431261/how-does-x86-paging-work特に、OS は、RAM またはディスク (RSS 常駐メモリ) 上に実際にバックアップ ストレージが存在する前に、ページ テーブルまたは内部メモリ ブック キーピング (VSZ 仮想メモリ) を介して仮想メモリを割り当てることができます。

これを実際に観察するために、次のようなプログラムを作成しましょう。

メイン.c

#define _GNU_SOURCE
#include <assert.h>
#include <inttypes.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/mman.h>
#include <unistd.h>

typedef struct {
    unsigned long size,resident,share,text,lib,data,dt;
} ProcStatm;

/* https://stackoverflow.com/questions/1558402/memory-usage-of-current-process-in-c/7212248#7212248 */
void ProcStat_init(ProcStatm *result) {
    const char* statm_path = "/proc/self/statm";
    FILE *f = fopen(statm_path, "r");
    if(!f) {
        perror(statm_path);
        abort();
    }
    if(7 != fscanf(
        f,
        "%lu %lu %lu %lu %lu %lu %lu",
        &(result->size),
        &(result->resident),
        &(result->share),
        &(result->text),
        &(result->lib),
        &(result->data),
        &(result->dt)
    )) {
        perror(statm_path);
        abort();
    }
    fclose(f);
}

int main(int argc, char **argv) {
    ProcStatm proc_statm;
    char *base, *p;
    char system_cmd[1024];
    long page_size;
    size_t i, nbytes, print_interval, bytes_since_last_print;
    int snprintf_return;

    /* Decide how many ints to allocate. */
    if (argc < 2) {
        nbytes = 0x10000;
    } else {
        nbytes = strtoull(argv[1], NULL, 0);
    }
    if (argc < 3) {
        print_interval = 0x1000;
    } else {
        print_interval = strtoull(argv[2], NULL, 0);
    }
    page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);

    /* Allocate the memory. */
    base = mmap(
        NULL,
        nbytes,
        PROT_READ | PROT_WRITE,
        MAP_SHARED | MAP_ANONYMOUS,
        -1,
        0
    );
    if (base == MAP_FAILED) {
        perror("mmap");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    /* Write to all the allocated pages. */
    i = 0;
    p = base;
    bytes_since_last_print = 0;
    /* Produce the ps command that lists only our VSZ and RSS. */
    snprintf_return = snprintf(
        system_cmd,
        sizeof(system_cmd),
        "ps -o pid,vsz,rss | awk '{if (NR == 1 || $1 == \"%ju\") print}'",
        (uintmax_t)getpid()
    );
    assert(snprintf_return >= 0);
    assert((size_t)snprintf_return < sizeof(system_cmd));
    bytes_since_last_print = print_interval;
    do {
        /* Modify a byte in the page. */
        *p = i;
        p += page_size;
        bytes_since_last_print += page_size;
        /* Print process memory usage every print_interval bytes.
         * We count memory using a few techniques from:
         * https://stackoverflow.com/questions/1558402/memory-usage-of-current-process-in-c */
        if (bytes_since_last_print > print_interval) {
            bytes_since_last_print -= print_interval;
            printf("extra_memory_committed %lu KiB\n", (i * page_size) / 1024);
            ProcStat_init(&proc_statm);
            /* Check /proc/self/statm */
            printf(
                "/proc/self/statm size resident %lu %lu KiB\n",
                (proc_statm.size * page_size) / 1024,
                (proc_statm.resident * page_size) / 1024
            );
            /* Check ps. */
            puts(system_cmd);
            system(system_cmd);
            puts("");
        }
        i++;
    } while (p < base + nbytes);

    /* Cleanup. */
    munmap(base, nbytes);
    return EXIT_SUCCESS;
}

GitHub アップストリーム。

コンパイルして実行します:

gcc -ggdb3 -O0 -std=c99 -Wall -Wextra -pedantic -o main.out main.c
echo 1 | sudo tee /proc/sys/vm/overcommit_memory
sudo dmesg -c
./main.out 0x1000000000 0x200000000
echo $?
sudo dmesg

どこ：

プログラム出力:

extra_memory_committed 0 KiB
/proc/self/statm size resident 67111332 768 KiB
ps -o pid,vsz,rss | awk '{if (NR == 1 || $1 == "29827") print}'
  PID    VSZ   RSS
29827 67111332 1648

extra_memory_committed 8388608 KiB
/proc/self/statm size resident 67111332 8390244 KiB
ps -o pid,vsz,rss | awk '{if (NR == 1 || $1 == "29827") print}'
  PID    VSZ   RSS
29827 67111332 8390256

extra_memory_committed 16777216 KiB
/proc/self/statm size resident 67111332 16778852 KiB
ps -o pid,vsz,rss | awk '{if (NR == 1 || $1 == "29827") print}'
  PID    VSZ   RSS
29827 67111332 16778864

extra_memory_committed 25165824 KiB
/proc/self/statm size resident 67111332 25167460 KiB
ps -o pid,vsz,rss | awk '{if (NR == 1 || $1 == "29827") print}'
  PID    VSZ   RSS
29827 67111332 25167472

Killed

終了ステータス:

137

それは128 + 信号番号ルール信号番号を取得しました9。これman 7 signalはシグナルキルLinuxから送信されるメモリ不足キラー。

出力の解釈:

  • VSZ 仮想メモリは、mmap 後も一定のままですprintf '0x%X\n' 0x40009A4 KiB ~= 64GiB(値は KiB 単位)。ps
  • RSS の「実メモリ使用量」は、ページにアクセスしたときにのみ徐々に増加します。例:
    • 最初の印刷では、 がありextra_memory_committed 0、これはまだどのページにも触れていないことを意味します。 RSS は、1648 KiBテキスト領域、グローバルなどの通常のプログラム起動用に割り当てられた小さな領域です。
    • 2回目の印刷では、8388608 KiB == 8GiBページ数に相当する書き込みを行いました。その結果、RSSはちょうど8GIB増加し、8390256 KiB == 8388608 KiB + 1648 KiB
    • RSSは8GiBずつ増加し続けています。最後の出力では約24GiBのメモリが示されており、32GiBを出力する前にOOMキラーがプロセスを強制終了しました。

参照:常駐セットサイズ/仮想サイズについての説明が必要です

OOMキラーログ

私たちのdmesgコマンドは OOM キラー ログを表示しました。

それらの正確な解釈については、以下で質問されています。

ログの最初の行は次の通りです。

[ 7283.479087] mongod invoked oom-killer: gfp_mask=0x6200ca(GFP_HIGHUSER_MOVABLE), order=0, oom_score_adj=0

興味深いことに、最初に OOM キラーを引き起こしたのは、私のラップトップでバックグラウンドで常に実行されている MongoDB デーモンであり、おそらくメモリを割り当てようとしたときに発生したと考えられます。

しかし、OOM キラーは必ずしもそれを起こした人を殺すわけではありません。

呼び出し後、カーネルは次のものを含むテーブルまたはプロセスを出力しますoom_score。

[ 7283.479292] [  pid  ]   uid  tgid total_vm      rss pgtables_bytes swapents oom_score_adj name
[ 7283.479303] [    496]     0   496    16126        6   172032      484             0 systemd-journal
[ 7283.479306] [    505]     0   505     1309        0    45056       52             0 blkmapd
[ 7283.479309] [    513]     0   513    19757        0    57344       55             0 lvmetad
[ 7283.479312] [    516]     0   516     4681        1    61440      444         -1000 systemd-udevd

さらに先に進むと、main.out前の呼び出しで実際に私たち自身の little が殺されたことがわかります。

[ 7283.479871] Out of memory: Kill process 15665 (main.out) score 865 or sacrifice child
[ 7283.479879] Killed process 15665 (main.out) total-vm:67111332kB, anon-rss:92kB, file-rss:4kB, shmem-rss:30080832kB
[ 7283.479951] oom_reaper: reaped process 15665 (main.out), now anon-rss:0kB, file-rss:0kB, shmem-rss:30080832kB

このログには、score 865そのプロセスが持っていた、おそらく最高 (最悪) の OOM キラー スコアが次のように記載されています。OOM キラーは、どのプロセスを最初に終了するかをどのように決定するのでしょうか?

また興味深いことに、すべてが非常に速く起こったため、解放されたメモリが計算される前に、プロセスoomによって再び起動されましたDeadlineMonitor。

[ 7283.481043] DeadlineMonitor invoked oom-killer: gfp_mask=0x6200ca(GFP_HIGHUSER_MOVABLE), order=0, oom_score_adj=0

そして今回は、私のコンピュータで通常メモリを大量に消費する Chromium プロセスをいくつか終了しました。

[ 7283.481773] Out of memory: Kill process 11786 (chromium-browse) score 306 or sacrifice child
[ 7283.481833] Killed process 11786 (chromium-browse) total-vm:1813576kB, anon-rss:208804kB, file-rss:0kB, shmem-rss:8380kB
[ 7283.497847] oom_reaper: reaped process 11786 (chromium-browse), now anon-rss:0kB, file-rss:0kB, shmem-rss:8044kB

Ubuntu 19.04、Linux カーネル 5.0.0 でテスト済み。

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