Linux 中的「大內存頁」(hugepage)是個什麼?
本文中我們會詳細介紹 大內存頁 ,讓你能夠回答:Linux 中的「大內存頁」是什麼?在 RHEL6、RHEL7、Ubuntu 等 Linux 中,如何啟用/禁用「大內存頁」?如何查看「大內存頁」的當前值?
首先讓我們從「大內存頁」的基礎知識開始講起。
Linux 中的「大內存頁」是個什麼玩意?
「大內存頁」有助於 Linux 系統進行虛擬內存管理。顧名思義,除了標準的 4KB 大小的頁面外,它們還能幫助管理內存中的巨大的頁面。使用「大內存頁」,你最大可以定義 1GB 的頁面大小。
在系統啟動期間,你能用「大內存頁」為應用程序預留一部分內存。這部分內存,即被「大內存頁」佔用的這些存儲器永遠不會被交換出內存。它會一直保留其中,除非你修改了配置。這會極大地提高像 Oracle 資料庫這樣的需要海量內存的應用程序的性能。
為什麼使用「大內存頁」?
在虛擬內存管理中,內核維護一個將虛擬內存地址映射到物理地址的表,對於每個頁面操作,內核都需要載入相關的映射。如果你的內存頁很小,那麼你需要載入的頁就會很多,導致內核會載入更多的映射表。而這會降低性能。
使用「大內存頁」,意味著所需要的頁變少了。從而大大減少由內核載入的映射表的數量。這提高了內核級別的性能最終有利於應用程序的性能。
簡而言之,通過啟用「大內存頁」,系統具只需要處理較少的頁面映射表,從而減少訪問/維護它們的開銷!
如何配置「大內存頁」?
運行下面命令來查看當前「大內存頁」的詳細內容。
root@kerneltalks # grep Huge /proc/meminfo
AnonHugePages: 0 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB
從上面輸出可以看到,每個頁的大小為 2MB(Hugepagesize
),並且系統中目前有 0
個「大內存頁」(HugePages_Total
)。這裡「大內存頁」的大小可以從 2MB
增加到 1GB
。
運行下面的腳本可以知道系統當前需要多少個巨大頁。該腳本取之於 Oracle。
#!/bin/bash
#
# hugepages_settings.sh
#
# Linux bash script to compute values for the
# recommended HugePages/HugeTLB configuration
#
# Note: This script does calculation for all shared memory
# segments available when the script is run, no matter it
# is an Oracle RDBMS shared memory segment or not.
# Check for the kernel version
KERN=`uname -r | awk -F. '{ printf("%d.%dn",$1,$2); }'`
# Find out the HugePage size
HPG_SZ=`grep Hugepagesize /proc/meminfo | awk {'print $2'}`
# Start from 1 pages to be on the safe side and guarantee 1 free HugePage
NUM_PG=1
# Cumulative number of pages required to handle the running shared memory segments
for SEG_BYTES in `ipcs -m | awk {'print $5'} | grep "[0-9][0-9]*"`
do
MIN_PG=`echo "$SEG_BYTES/($HPG_SZ*1024)" | bc -q`
if [ $MIN_PG -gt 0 ]; then
NUM_PG=`echo "$NUM_PG+$MIN_PG+1" | bc -q`
fi
done
# Finish with results
case $KERN in
'2.4') HUGETLB_POOL=`echo "$NUM_PG*$HPG_SZ/1024" | bc -q`;
echo "Recommended setting: vm.hugetlb_pool = $HUGETLB_POOL" ;;
'2.6' | '3.8' | '3.10' | '4.1' ) echo "Recommended setting: vm.nr_hugepages = $NUM_PG" ;;
*) echo "Unrecognized kernel version $KERN. Exiting." ;;
esac
# End
將它以 hugepages_settings.sh
為名保存到 /tmp
中,然後運行之:
root@kerneltalks # sh /tmp/hugepages_settings.sh
Recommended setting: vm.nr_hugepages = 124
你的輸出類似如上結果,只是數字會有一些出入。
這意味著,你系統需要 124 個每個 2MB 的「大內存頁」!若你設置頁面大小為 4MB,則結果就變成了 62。你明白了吧?
配置內核中的「大內存頁」
本文最後一部分內容是配置上面提到的 內核參數 ,然後重新載入。將下面內容添加到 /etc/sysctl.conf
中,然後輸入 sysctl -p
命令重新載入配置。
vm.nr_hugepages=126
注意我們這裡多加了兩個額外的頁,因為我們希望在實際需要的頁面數量之外多一些額外的空閑頁。
現在,內核已經配置好了,但是要讓應用能夠使用這些「大內存頁」還需要提高內存的使用閥值。新的內存閥值應該為 126 個頁 x 每個頁 2 MB = 252 MB,也就是 258048 KB。
你需要編輯 /etc/security/limits.conf
中的如下配置:
soft memlock 258048
hard memlock 258048
某些情況下,這些設置是在指定應用的文件中配置的,比如 Oracle DB 就是在 /etc/security/limits.d/99-grid-oracle-limits.conf
中配置的。
這就完成了!你可能還需要重啟應用來讓應用來使用這些新的巨大頁。
(LCTT 譯註:此外原文有誤,「透明大內存頁」和「大內存頁」不同,而且,在 Redhat 系統中,「大內存頁」 不是默認啟用的,而「透明大內存頁」是啟用的。因此這個段落刪除了。)
via: https://kerneltalks.com/services/what-is-huge-pages-in-linux/
作者:Shrikant Lavhate 譯者:lujun9972 校對:wxy
本文轉載來自 Linux 中國: https://github.com/Linux-CN/archive