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Linux中的“大內存頁”(hugepage)是個什么?

發布時間:2018-03-16 15:19:07來源:linux.cn作者:DarkSun
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”是什么?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”是個什么玩意?
“大內存頁”有助于 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”占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 數據庫這樣的需要海量內存的應用程序的性能。
 
為什么使用“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,對于每個頁面操作,內核都需要加載相關的映射。如果你的內存頁很小,那么你需要加載的頁就會很多,導致內核會加載更多的映射表。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加載的映射表的數量。這提高了內核級別的性能最終有利于應用程序的性能。
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。
[email protected] # 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),并且系統中目前有 0 個“大內存頁”(HugePages_Total)。這里“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。該腳本取之于 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.%d\n",$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,然后運行之:
[email protected] # 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”
本文最后一部分內容是配置上面提到的 內核參數 ,然后重新加載。將下面內容添加到 /etc/sysctl.conf 中,然后輸入 sysctl -p 命令重新加載配置。
vm.nr_hugepages=126
注意我們這里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。
 
如何禁用“大內存頁”?
“大內存頁”默認是開啟的。使用下面命令來查看“大內存頁”的當前狀態。
[email protected]# cat /sys/kernel/mm/transparent_hugepage/enabled
[always] madvise never
輸出中的 [always] 標志說明系統啟用了“大內存頁”。
若使用的是基于 RedHat 的系統,則應該要查看的文件路徑為 /sys/kernel/mm/redhat_transparent_hugepage/enabled。
若想禁用“大內存頁”,則在 /etc/grub.conf 中的 kernel 行后面加上 transparent_hugepage=never,然后重啟系統。
 
CentOS7讓Linux在啟動時就將CPU分離并將hugepage設置為初始1GB:http://www.1851002.live/linux/32590.html
Oracle Linux 7禁用Transparent HugePages:http://www.1851002.live/linux/19445.html
Linux下Hugepages的配置:http://www.1851002.live/linux/5265.html
linux查看文件系統塊大小與內存頁大。http://www.1851002.live/linux/18648.html
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