Alibaba Cloud Linux:Mitigar fragmentação de memória no Linux

Os serviços na instância apresentam tempos de resposta longos e intermitentes ou picos de latência em chamadas de sistema. O uso da CPU sys aumenta. O buddy system indica escassez de memória de alta ordem (blocos com order > 3). Execute cat /proc/buddyinfo para verificar. A partir da quarta coluna, cada valor exibe a contagem de páginas livres para aquela order:

cat /proc/buddyinfo 
Node 0, zone      DMA      1      0      0   1   2    1    1     0     1      1     3 
Node 0, zone    DMA32   3173    856    529   0   0    0    0     0     0      0     0 
Node 0, zone   Normal  19030   8688   7823   0   0    0    0     0     0      0     0

Com o tempo, grandes blocos contíguos de memória física se fragmentam em blocos menores não contíguos. Quando um serviço solicita uma alocação grande e contígua, o kernel aciona a compactação de memória. Esse processo lento provoca oscilações de desempenho. Veja abaixo um rastreamento de pilha do kernel típico relacionado à fragmentação:

0xffffffff8118f9cb compaction_alloc  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811c88a9 migrate_pages  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811901ee compact_zone  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff8119041b compact_zone_order  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff81190735 try_to_compact_pages  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff81631cb4 __alloc_pages_direct_compact  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811741d5 __alloc_pages_nodemask  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811b5a79 alloc_pages_current  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811c0005 new_slab  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff81633848 __slab_alloc  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811c5291 __kmalloc_node_track_caller  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff8151a8c1 __kmalloc_reserve.isra.30  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff8151b7cd alloc_sib  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff815779e9 sk_stream_alloc_skb  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff8157872d tcp_sendmsg  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff815a26b4 inet_sendmsg  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff81511017 sock_aio_write  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811df729 do_sync_readv_writev  ([kernel.kallsyms])
0xffffffff811e0cfe do_readv_writev  ([kernel.kallsyms])

use os métodos abaixo para mitigar a fragmentação de memória:

• Ajuste o watermark mínimo

  Defina o watermark mínimo entre 1% e 3% da memória total (recomenda-se 2%). Essa configuração aciona a recuperação assíncrona mais cedo quando há pouca memória livre. Execute:

  sysctl -w vm.min_free_kbytes = memtotal_kbytes * 2%

  Substitua memtotal_kbytes * 2% por 2% da memória total da sua instância em KB.

• Ajuste a diferença entre os watermarks mínimo e baixo

  O parâmetro de kernel watermark_scale_factor controla a diferença entre os watermarks mínimo e baixo para ajudar a absorver alocações em rajada. A diferença padrão é de 0,1% da memória total, e o mínimo corresponde à metade do watermark mínimo. Para ajustar o watermark_scale_factor, execute:

  sysctl -w vm.watermark_scale_factor = value

  O value é um fator de escala que ajusta a diferença entre o min watermark e o low watermark.

• Compacte a memória periodicamente

  Em horários de menor demanda, acione manualmente a memory compaction assíncrona:

  echo 1 > /proc/sys/vm/compact_memory

• Limpe o cache periodicamente

  Se os métodos anteriores forem insuficientes, limpe o cache durante uma janela de manutenção planejada. Essa ação libera páginas de memória para realocação e reduz a fragmentação, mas causa oscilações temporárias de desempenho. Execute:

  echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches