☰

Необходимо объяснение по размеру резидентного набора/виртуальному размеру

tag-icon • tag-icon linux process memory
Необходимо объяснение по размеру резидентного набора/виртуальному размеру

Я обнаружил, что pidstatэто хороший инструмент для мониторинга процессов. Я хочу рассчитать среднее использование памяти определенным процессом. Вот пример вывода:

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

(Это часть вывода из pidstat -r -p 7276.)

Следует ли использовать информацию Resident Set Size (RSS) или Virtual Size (VSZ) для расчета среднего потребления памяти? Я прочитал несколько вещей в Википедии и на форумах, но я не уверен, что полностью понимаю разницу. Плюс, похоже, что ни один из них не является надежным. Итак, как я могу контролировать процесс, чтобы узнать его использование памяти?

Любая помощь по этому вопросу будет полезна.

решение1

RSS — это объем памяти, который в данный момент занимает этот процесс в основной памяти (ОЗУ). VSZ — это общий объем виртуальной памяти, который занимает процесс. Сюда входят все типы памяти, как в ОЗУ, так и в подкачке. Эти числа могут быть искажены, поскольку они также включают общие библиотеки и другие типы памяти. У вас может быть пятьсот запущенных экземпляров bash, и общий размер их памяти не будет суммой их значений RSS или VSZ.

Если вам нужно получить более детальное представление о памяти, занимаемой процессом, у вас есть несколько вариантов. Вы можете просмотреть /proc/$PID/mapи отсеять то, что вам не нравится. Если это общие библиотеки, расчет может быть сложным в зависимости от ваших потребностей (которые я, кажется, помню).

Если вас интересует только размер кучи процесса, вы всегда можете просто проанализировать запись [heap]в mapфайле. Размер, который ядро ​​выделило для кучи процесса, может отражать или не отражать точное количество байтов, которые имеет процессспросилдля выделения. Есть мелкие детали, внутренности ядра и оптимизации, которые могут сбить это с толку. В идеальном мире это будет столько, сколько нужно вашему процессу, округленное до ближайшего кратного размеру системной страницы ( getconf PAGESIZEскажу вам, чему это равно — на ПК это, вероятно, 4096 байт).

Если вы хотите узнать, сколько памяти занимает процессвыделено, один из лучших способов — отказаться от метрик на стороне ядра. Вместо этого вы инструментируете функции выделения (де)памяти кучи библиотеки C с помощью механизма LD_PRELOAD. Лично я немного злоупотребляю, valgrindчтобы получить информацию о такого рода вещах. (Обратите внимание, что применение инструментирования потребует перезапуска процесса.)

Обратите внимание: поскольку вы также можете проводить бенчмаркинг времени выполнения, это valgrindсделает ваши программы немного медленнее (но, вероятно, в пределах ваших допусков).

решение2

Минимальный работоспособный пример

Чтобы это имело смысл, вам нужно понимать основы пейджинга:https://stackoverflow.com/questions/18431261/how-does-x86-paging-workи в частности, что ОС может выделять виртуальную память через таблицы страниц / свою внутреннюю память (виртуальная память VSZ) до того, как у нее фактически появится резервное хранилище в оперативной памяти или на диске (резидентная память RSS).

Теперь, чтобы увидеть это в действии, давайте создадим программу, которая:

  • выделяет больше оперативной памяти, чем наша физическая память сmmap
  • записывает один байт на каждую страницу, чтобы гарантировать, что каждая из этих страниц переходит из виртуальной памяти (VSZ) в фактически используемую память (RSS)
  • проверяет использование памяти процессом одним из методов, упомянутых по адресу:https://stackoverflow.com/questions/1558402/memory-usage-of-current-process-in-c

основной.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 восходящий поток.

Скомпилируйте и запустите:

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

где:

Вывод программы:

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

Статус выхода:

137

который по128 + правило номера сигналаозначает, что мы получили номер сигнала 9, который man 7 signalговорит:SIGKILL, который отправляется Linuxубийца нехватки памяти.

Интерпретация выходных данных:

  • Виртуальная память VSZ остается постоянной printf '0x%X\n' 0x40009A4 KiB ~= 64GiB( psзначения указаны в КиБ) после mmap.
  • RSS "реальное использование памяти" увеличивается лениво только по мере того, как мы касаемся страниц. Например:
    • на первом отпечатке у нас есть extra_memory_committed 0, что означает, что мы еще не коснулись ни одной страницы. RSS — это небольшой файл, 1648 KiBкоторый был выделен для обычного запуска программы, например, текстовая область, глобальные переменные и т. д.
    • на второй печати мы написали на 8388608 KiB == 8GiBсумму страниц. В результате RSS увеличился ровно на 8GIB до8390256 KiB == 8388608 KiB + 1648 KiB
    • RSS продолжает увеличиваться с шагом 8GiB. Последняя распечатка показывает около 24 GiB памяти, и прежде чем 32 GiB удалось распечатать, OOM killer уничтожил процесс

Смотрите также:Необходимо объяснение по размеру резидентного набора/виртуальному размеру

Журналы OOM killer

Наши dmesgкоманды показали логи OOM killer.

Точная интерпретация этих данных была запрошена по адресу:

Самая первая строка журнала была:

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

Итак, мы видим, что, как ни странно, именно демон MongoDB, который всегда работает на моем ноутбуке в фоновом режиме, первым запустил OOM killer, предположительно, когда бедняга пытался выделить немного памяти.

Однако убийца ООМ не обязательно убивает того, кто его разбудил.

После вызова ядро ​​выводит таблицу процессов, включая 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

и далее мы видим, что наш собственный малыш main.outдействительно погиб при предыдущем призыве:

[ 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

В этом журнале упоминается, score 865какой именно процесс имел, предположительно, наивысший (наихудший) показатель OOM killer, как указано в:Как OOM killer решает, какой процесс завершить первым?

Также интересно, что все, по-видимому, произошло так быстро, что прежде чем освобожденная память была учтена, она oomбыла снова разбужена процессом DeadlineMonitor:

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

и на этот раз это убило какой-то процесс Chromium, который обычно пожирает память моего компьютера:

[ 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

Протестировано в Ubuntu 19.04, ядро ​​Linux 5.0.0.

Связанный контент