Como trabalhar com diagnóstico de memória - Container Service for Kubernetes: Central de Documentação do Alibaba Cloud

Identifique vazamentos de memória, fragmentação e erros OOM em clusters ACK usando diagnósticos visuais.

O diagnóstico de memória abrange três áreas: visão geral da memória, análise de memória e análise de OOM. Inspecione a memória nos níveis de nó e pod.

Nota

Os itens de diagnóstico exibidos refletem a configuração real do seu cluster.

Importante

Ao executar diagnósticos, o ACK coleta dados de cada nó, incluindo versão do sistema, status de carga, status do docker e do kubelet, além de mensagens de erro importantes nos logs do sistema. O ACK não coleta dados de negócios ou informações confidenciais.

Fluxo de trabalho de diagnóstico

Use as três áreas de diagnóstico em sequência para isolar problemas de memória:

Visão geral da memória — Verifique riscos como vazamentos, fragmentação, entradas Memcg não liberadas e desperdício de THP. Use os gráficos para confirme se o uso anormal ocorre na memória do kernel ou da aplicação.
Análise de memória — Investigue o uso de memória no nível de processo e pod para identificar qual processo ou container consome quantidade excessiva de memória anônima, page cache ou memória compartilhada.
Análise de OOM — Revise a contagem e os tipos de eventos OOM para determinar se os erros ocorrem no nível do nó (Host) ou do container (cgroup) e quais containers atingiram seus limites de memória.

Visão geral da memória

Identifica riscos de memória nos seguintes itens de diagnóstico.

Item de diagnóstico	Descrição
Leaked Memory	Verifica vazamentos de memória do kernel no Slab, Vmalloc e buddy system (allocpage).
Memory Usage	Exibe a utilização da memória do sistema.
Memcg	Verifica se grupos de memória cgroups (Memcg) não liberados degradam o desempenho do sistema ou causam erros estatísticos.
Memory Fragmentation	Detecta fragmentação de memória que degrada o desempenho do sistema.
THPZeroPage	Avalia a proporção de desperdício de Transparent Huge Page (THP).

O uso da memória do sistema aparece em gráficos divididos em três categorias:

Memória do kernel (kernel): total de memória usada pelo kernel do sistema operacional.
Memória da aplicação (app): total de memória usada por programas em modo usuário.
Memória livre (free): total de memória livre do sistema.

Conceitos principais

Os termos a seguir são usados em todo o diagnóstico de memória.

Termo	Descrição
Vazamento de memória	Ocorre quando memória alocada dinamicamente nunca é liberada, fazendo com que o uso cresça continuamente. Vazamentos não resolvidos degradam o desempenho e podem causar falhas.
Utilização de memória	Utilização de memória = (Memória total - Memória livre) x 100 / Memória total. O page cache conta como memória livre e não afeta a utilização, pois o kernel pode recuperá-lo a qualquer momento.
Memcg não liberado	Grupo de memória cgroup não liberado devido a uma exceção do sistema. Pode degradar o desempenho do sistema.
Fragmentação de memória	Com o tempo, blocos contíguos de memória livre tornam-se pequenos demais para grandes solicitações de alocação. Isso atrasa a alocação e causa instabilidade nas aplicações.
Proporção de desperdício de THP	Proporção de desperdício de THP = Número de THPs zeradas x 100% / Número total de THPs. Consulte Detalhes sobre THP abaixo.
Buddy system	Algoritmo do kernel Linux para gerenciamento de páginas de memória. Divide as páginas em 11 grupos com tamanhos de bloco em potência de dois: 4 KB, 8 KB, 16 KB, 32 KB ... 4 MB. A maioria das páginas tem 4 KB.
Slab	Aloca pequenos pedaços de memória sobre o buddy system.
Vmalloc	Aloca memória com mapeamento não linear sobre o buddy system.
Page cache (filecache)	O Linux armazena conteúdo de arquivos em cache na memória para acelerar acessos subsequentes.
Memória anônima	Memória alocada dinamicamente para heap e stack de um processo via `new`, `malloc` ou `mmap`. Não possui suporte em sistema de arquivos.
Memória compartilhada	Bloco de memória compartilhado por dois ou mais processos para comunicação entre eles.
tmpfs	Sistema de arquivos temporário do Linux suportado por memória. Todas as leituras e gravações ficam armazenadas em cache na memória.
hugetlb	Memória consumida por huge pages em um sistema de arquivos.

Detalhes sobre THP

Transparent Huge Pages (THP) são huge pages com tamanho de 2 MiB ou 1 GiB no kernel. Cada subpágina tem 4 KiB; portanto, uma THP de 2 MiB equivale a 512 subpáginas.

Com o THP ativado, o kernel aloca THPs dinamicamente para reduzir falhas no Translation Lookaside Buffer (TLB) e melhorar o desempenho. No entanto, o THP pode causar inchaço de memória e overcommitment: quando uma aplicação solicita apenas 8 KiB (2 subpáginas), o kernel aloca uma THP completa de 2 MiB. Isso deixa 510 subpáginas zeradas que desperdiçam resident set size (RSS) e podem desencadear erros OOM.

Métricas de memória do kernel

Na maioria dos casos, vazamentos de memória indicam uso anormal no Sunreclaim ou no buddy system. Monitore essas métricas atentamente.

Métrica	Descrição
SReclaimable	Memória que o Slab pode recuperar.
Sunreclaim	Memória que o Slab não pode recuperar. Crescimento anormal indica fortemente um vazamento de memória do kernel.
PageTables	Memória ocupada pelas tabelas de páginas do kernel.
Vmalloc	Memória alocada pelo Vmalloc.
KernelStack	Total de memória de stack do kernel usada pelos processos.
AllocPages	Memória alocada do buddy system por funções como `alloc_pages`. Não é recuperável por nenhum arquivo do nó; o uso excessivo cria um buraco negro de memória.

Métricas de memória da aplicação

Ao analisar o uso de memória em modo usuário, concentre-se na memória anônima, memória compartilhada e page cache.

Métrica	Descrição
filecache	Page cache recuperável ao execute drop caches.
anon	Memória anônima usada pela heap e stack de um programa. Uso elevado sugere vazamento de memória do processo ou THP ativado.
mlock	Memória bloqueada pelo sistema.
huge	Memória usada por huge pages.
buffer	Memória usada por metadados de dispositivos de bloco e sistemas de arquivos.
shmem	Memória compartilhada (tmpfs). Vazamentos ocorrem se um arquivo tmpfs não for excluído após a saída do processo ou se um arquivo for excluído enquanto ainda está aberto.

Análise de memória

Fornece duas visualizações: memória de processo e memória de pod.

Memória de processo

Lista processos ordenados por uso de memória e detalha memória anônima, page cache e memória compartilhada.

Memória de pod

Mostra quais arquivos ocupam page cache e memória compartilhada em cada container e pod, com as proporções de cache ativo e inativo.

Item de diagnóstico	Descrição
Pod	Nome do pod.
Container	Nome do container.
File	Caminho completo do arquivo, incluindo o nome.
Cache	Page cache (filecache) ocupado pelo arquivo.
Container Cache	Cache no nível do container ocupado pelo arquivo. Vários processos no mesmo container podem referenciar o mesmo arquivo.
Active Cache	Page cache atualmente em uso.
Inactive Cache	Page cache não usado, elegível para recuperação.

Análise de OOM

Diagnostica erros de falta de memória (out-of-memory) nos seguintes itens.

Item de diagnóstico	Descrição
OS OOM Count	Total de erros OOM desde a inicialização do host até o diagnóstico.
Available Memory	Memória livre atual do sistema.
Low Watermark	Limiar baixo de memória. Quando a memória disponível cai abaixo deste valor, o kernel aciona a recuperação assíncrona de memória.
Container	Nome do pod, ID do container ou nome do cgroup.
limit	Limite de memória defina para o container.
usage	Memória atual usada pelo container.
OOM Count	Total de erros OOM no container.
OOM Type	Tipo de erro OOM: Host ou cgroup.