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优秀的设计网站推荐,网络营销策略分析论文,今天特大军事新闻事件,网站制作很好 乐云践新一、简介#xff1a;为什么要懂虚拟内存#xff1f;应用视角#xff1a;malloc/new 成功 ≠ 物理内存一定够用#xff0c;延迟分配#xff08;Lazy Allocation#xff09;可能让程序在真正访问时触发 OOM#xff08;Out of Memory#xff09;。运维视角#xff1a;服务…一、简介为什么要懂虚拟内存应用视角malloc/new 成功 ≠ 物理内存一定够用延迟分配Lazy Allocation可能让程序在真正访问时触发 OOMOut of Memory。运维视角服务器突然卡顿top 看到“还有内存”但 swap 已飙高 →不懂虚拟内存就无从下手。开发视角写实时/低延迟程序需要锁页mlock、禁止 swap否则一次缺页中断就是毫秒级抖动。掌握虚拟内存 能回答“我的进程到底用了多少内存”、“free 与 top 数据为什么不一致”、“swap 到底关不关”二、核心概念5 张图看懂“虚-实-换”概念一句话本文速记虚拟地址空间每个进程 4 GB64 位 128 TB连续假象cat /proc/PID/maps物理页Page4 KB 最小单元全局唯一page_to_pfn()页表Page Table虚拟页 → 物理页映射MMU 硬件走路MMU交换分区Swap冷页换出到磁盘腾出物理内存/proc/swaps缺页中断Page Fault访问尚未映射物理页的虚拟页 → 内核处理vmstat的pf一句话总结虚拟内存 虚拟地址空间 页表 物理页帧 交换机制 缺页中断处理三、环境准备10 分钟搭好实验沙箱系统Ubuntu 20.04 / CentOS 8内核 ≥5.4 即可工具util-linux含 vmstatstress-ng内存压测smemPSS 统计一键安装# Ubuntu/Debian sudo apt update sudo apt install -y util-linux stress-ng smem # CentOS/RHEL sudo dnf install -y util-linux stress-ng smem实验目录mkdir -p ~/mem-lab cd ~/mem-lab四、实际案例与步骤从 0 到 1 会看、会压、会调每个脚本均可直接复制保存后chmod x xxx.sh ./xxx.sh跑通。4.1 快速上手vmstat 1 秒级监控#!/usr/bin/env bash # file: 01-vmstat-basic.sh echo 每 1 秒采样输出 10 次 vmstat 1 10输出列说明先记核心 6 列procs -----------memory---------- ---swap-- -----io---- -system-- ------cpu----- r b swpd free buff cache si so bi bo in cs us sy id wa stswpd已用 swapKBfree空闲物理内存si/so每秒换入/换出页0 代表 swap 活跃us/sy/id/waCPU 使用分布wa 高常伴随 swap 风暴4.2 压力测试制造内存瓶颈观察指标#!/usr/bin/env bash # file: 02-stress.sh # 消耗 2 GB 物理内存持续 30 秒 stress-ng --vm 2 --vm-bytes 1G --timeout 30s --vm-keep并行终端监控vmstat 1 | tee vmstat-stress.log现象free骤降cache被回收si/so开始 0若内存不足swap 飙高wa列升高 → 等待换页完成系统卡顿4.3 进程视角PSS、RSS、USS 区别#!/usr/bin/env bash # file: 03-smem.sh # 以 nginx 为例 sudo smem -p | grep -E nginx|PID输出PID PSS RSS USS Command 1234 1.2M 2.0M 0.8M nginx: masterPSSProportional Share 共享页按比例分摊最贴近“真实占用”RSS含共享库重复计算USS不含共享单进程独占4.4 调优实战三步缩小 swap 风暴场景桌面 Ubuntu 卡顿vmstat 看到so500 KB/s①临时降低 swap 倾向# 0尽量不用 swap100积极用 echo 10 | sudo tee /proc/sys/vm/swappiness②永久写入echo vm.swappiness10 /etc/sysctl.conf sudo sysctl -p③锁页可选数据库/实时进程可在代码里调用mlockall(MCL_CURRENT | MCL_FUTURE);或 systemd 单元加LimitMEMLOCKinfinity验证再次压测si/so保持 0卡顿消失。4.5 缺页中断统计sar 互补验证# 安装 sysstat sudo apt install -y sysstat # 每 2 秒统计缺页次数 sar -B 2 10关键指标pgscank/skswapd 回收页pgfault/s总缺页Major Minormajflt/sMajor Fault→ 需磁盘 IO性能杀手五、常见问题与解答FAQ问题现象排查 解决free -m可用内存很少但si/so0被 cache 占用看available列不必手动释放stress-ng报out of memory但free还有被vm.max_map_count限制sysctl vm.max_map_count262144关闭 swap 后系统卡死无 swap 且内存耗尽 → OOM-killer 大量杀进程不要直接 swapoff降低 swappiness 更稳同一进程 RSS 远大于 PSS共享库重复计算以PSS为准做容量规划容器内存超过 limit 被 OOM看/sys/fs/cgroup/memory/memory.stat对比cachevsrss决定是否缩小cache六、实践建议与最佳实践监控“铁三角”vmstat 1sar -B 2smem -p同时看避免单指标误判。Swappiness 不是越低越好数据库/实时10通用云主机30默认桌面系统60 更流畅提前触发 OOM-killer 演练echo 1 /proc/sys/kernel/sysrq echo f /proc/sysrq-trigger观察dmesg杀进程顺序验证重要服务是否被oom_score_adj保护。HugePage 减少 Major Fault大内存应用Redis、Oracle开启vm.nr_hugepages2048页表项更少缺页次数下降 30%。systemd 资源限制单元文件加MemoryMax4G MemorySwapMax0硬封顶物理swap防止“一进程打满整机”。七、总结一张脑图带走全部要点Linux 虚拟内存 ├─ 虚拟地址 → 页表 → 物理页 ├─ 监控vmstat 1 看 si/so wa ├─ 压测stress-ng --vm ├─ 评估smem 看 PSS ├─ 调优swappiness / HugePage / mlock └─ 排错Major Fault → sar -B理解虚拟内存你就拥有了容量规划时不再被“RSS”忽悠用 PSS 算真实占用性能调优时一眼识别 swap 风暴用vmstat秒级定位实时系统中合理配置mlockHugePage把毫秒级抖动压到微秒级立刻打开终端跑一遍本文脚本把输出截图存档——下次面试或生产排错你也能5 分钟内给出量化结论让“内存不足”不再靠拍脑袋