Linux OOM-killer机制说明

1.什么是OOM-killer

oom_killer（out of memory killer）是Linux内核的一种内存管理机制，在系统可用内存较少的情况下，内核为保证系统还能够继续运行下去，会选择杀掉一些进程释放掉一些内存。通常oom_killer的触发流程是：进程A想要分配物理内存（通常是读写内存）->触发缺页异常->内核去分配物理内存->物理内存不足，触发OOM。

1.1. OOM-killer策略

Linux下每个进程都有个OOM权重，在/proc/<pid>/oom_adj里面，取值是-17到+15，取值越高，越容易被干掉。oom killer选择杀哪个进程，是基于它的badness score，该值体现在/proc/<pid>/oom_score里面。它的原则是，尽可能少杀进程来尽可能释放出足够多的内存，同时不去杀那些耗费内存很多的无辜进程。badness score的计算会用到进程的内存大小，CPU时间（user time + system time） 运行时间，以及oom_adj值。进程消耗的内存越多，得分就越高；进程运行的时间越长，得分就越低。

这也解释了，为什么新fork出来的进程容易被杀死，因为它的运行时间短，得分高

oom killer选择进程的策略大致如下：

1. 它必须拥有大量的页框
2. 杀掉这个进程只会损失少量的工作
3. 它的静态优先级必须低（可以通过nice来给不重要的进程设置低的优先级）
4. 它不能够拥有root权限
5. 它不能直接访问硬件
6. 它不能够是0号进程（swapper），1号进程（init），以及内核线程

2.什么是Overcommit

Memory Overcommit的意思是操作系统承诺给进程的内存大小超过了实际可用的内存。一个保守的操作系统不会允许memory overcommit，有多少就分配多少，再申请就没有了，这其实有些浪费内存，因为进程实际使用到的内存往往比申请的内存要少，比如某个进程malloc()了200MB内存，但实际上只用到了100MB，按照UNIX/Linux的算法，物理内存页的分配发生在使用的瞬间，而不是在申请的瞬间，也就是说未用到的100MB内存根本就没有分配，这100MB内存就闲置了。

Unix/Linux的内存分配策略是lazy的，申请的时候不会分配物理内存，只有在使用的时候才分配，为了尽可能地提高内存地利用效率，系统大部分情况下都会“答应”申请内存的要求。由于overcommit的存在，系统没办法在进程运行的时候就预判内存是否会耗尽，只有在真正分配内存的时候才会发现内存不够。为了防止系统崩溃，触发 OOM killer强杀一个或多个进程，以释放部分内存。

2.2.Overcommit策略

Linux 2.6之后允许通过内核参数 vm.overcommit_memory 禁止memory overcommit。内核参数 vm.overcommit_memory 接受三种取值：

1. 0 – Heuristic overcommit handling. 这是缺省值，它允许overcommit，但过于明目张胆的overcommit会被拒绝，比如malloc一次性申请的内存大小就超过了系统总内存。Heuristic的意思是“试探式的”，内核利用某种算法猜测你的内存申请是否合理，它认为不合理就会拒绝overcommit。
2. 1 – Always overcommit. 允许overcommit，对内存申请来者不拒。
3. 2 – Don’t overcommit. 禁止overcommit。

overcommit的阈值在/proc/meminfo中指定，

• CommitLimit ：overcommit的阈值，申请的内存总数超过CommitLimit即为overcommit。通过内核参数vm.overcommit_ratio或vm.overcommit_kbytes间接设置的，公式如下：【CommitLimit = (Physical RAM * vm.overcommit_ratio / 100) + Swap】

        vm.overcommit_ratio 是内核参数，缺省值是50，表示物理内存的50%

• Committed_AS：所有进程已经申请的内存总大小(是已经申请，不是已经分配)，如果 Committed_AS 超过 CommitLimit 就表示发生了 overcommit，超出越多表示 overcommit 越严重

附录：

• CPU性能分析工具

vmstat、 sar、time、strace、pstree、top

• 内存性能分析工具

vmstat、strace、top、ipcs、ipcrm、slabtop、cat /proc/meminfo、cat /proc/slabinfo、cat /proc/<pid #>/maps

• IO性能分析工具

vmstat、iostat、repquota、quotacheck

• 网络性能分析工具

Ifconfig、ethereal、iptraf、iwconfig、nfsstat、mrtg、ntop、netstat、cat /proc/sys/net

• CPU性能调优工具

nice、renic、sysctl

1. 内存性能调优工具

swapon、ulimit、sysctl

• I/O性能调优工具

Edquota、quoton、sysctl