> For the complete documentation index, see [llms.txt](https://huataihuang.gitbook.io/cloud-atlas-draft/llms.txt). Markdown versions of documentation pages are available by appending `.md` to page URLs; this page is available as [Markdown](https://huataihuang.gitbook.io/cloud-atlas-draft/os/linux/kernel/memory/drop_caches_and_compact_memory.md). # 缓存清理(drop\_caches)和内存压缩(compact\_memory) 在长时间运行的Linux操作系统中，系统日志有时会出现无法分配高阶内存的报错信息： ``` Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683658] xenwatch: page allocation failure. order:4, mode:0xd0 Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683665] Pid: 168, comm: xenwatch Tainted: GF --------------- 2.6.32-358.23.2.el5.x86_64 #1 Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683672] Call Trace: Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683688] [] ? __alloc_pages_nodemask+0x67a/0x8c0 Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683697] [] ? number+0x2ff/0x330 Aug 4 22:58:15 server1 kernel: : [69229257.683706] [] ? kmem_getpages+0x60/0x150 ``` 此时使用`cat /proc/buddyinfo`观察内存order分配情况，可以看到内存碎片化严重（大量的低阶内存页，但是几乎没有高阶内存页） ``` #cat /proc/buddyinfo Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2 Node 0, zone DMA32 32995 4377 762 211 157 108 68 23 3 0 0 Node 0, zone Normal 127146 68215 1614 0 0 0 0 0 0 0 1 ``` 处理的方法主要采用`drop_caches`（抛弃缓存），然后使用`compact_memory`合并低阶内存页来创造出足够的高阶内存页。 ## `drop_caches` Linux Kernel 2.6.16之后的内核提供了一个设置内核抛弃 页缓存 `和/或` 目录(dentry)和索引节点（inode）缓存，这样可以释放出大量内存。 * 释放页缓存 ``` echo 1 > /proc/sys/vm/drop_caches ``` * 释放目录和索引节点缓存（inode and dentry cache） ``` echo 2 > /proc/sys/vm/drop_caches ``` * 同时释放 页、目录、索引节点缓存： ``` echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches ``` 上述操作是无害的操作，并且智慧释放完全没有使用的内存对象。脏对象（dirty objects）将继续被使用直到它们被写入到磁盘中，所以内存脏对象不会被释放。不过，如果在执行`drop_caches`之前执行`sync`指令，则会将脏对象刷新到磁盘中，这样`drop_caches`操作会释放出更多内存。 注意：`drop_caches`需要花费一些时间（在终端中可以看到大约几十秒时间），此时再次使用`cat /proc/buddyinfo`可以看到立即出现了大量高阶内存页。 但是`drop_caches`这个触发动作是一次性的，也就是说，并不因为`cat /proc/sys/vm/drop_caches`时显示输出内容是`3`就表示系统不缓存内容。相反，一旦完成`drop_caches`，系统立即自动对后续内存对象进行缓存。所以要再次触发缓存清理，需要再次执行 `echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches`。 > 如果重复`echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches`不能再次释放缓存，可以先尝试`echo 0 > /proc/sys/vm/drop_caches`然后再执行`echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches`。 ## `compact_memory` 当内核编译参数设置了`CONFIG_COMPACTION`，就会在`/proc/sys/vm/compact_memory`有入口文件。将`1`写入到这个文件，则所有的zones就会进行压缩，以便能够尽可能地提供连续内存块。对于需要分配大页的时候这个功能非常重要，不过，进程会在需要时直接进行内存压缩（compact memory）。 ## 实际操作案例 * 检查系统缺乏高阶内存 ``` #cat /proc/buddyinfo Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2 Node 0, zone DMA32 32995 4377 762 211 157 108 68 23 3 0 0 Node 0, zone Normal 127146 68215 1614 0 0 0 0 0 0 0 1 ``` * 执行缓存释放 ``` #echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches ``` * 完成后检查内存页 ``` #cat /proc/buddyinfo Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2 Node 0, zone DMA32 76826 65298 43784 20780 5272 616 90 32 4 0 0 Node 0, zone Normal 524538 365499 176074 45644 4338 140 6 0 0 0 1 ``` * 然后执行内存压缩 ``` #echo 1 > /proc/sys/vm/compact_memory ``` * 然后再次检查内存页分布，可以看到逐渐出现更多的高阶内存页 ``` #cat /proc/buddyinfo Node 0, zone DMA 2 2 2 1 2 1 1 0 0 0 2 Node 0, zone DMA32 18217 13464 8621 4666 2654 2087 1609 1040 517 130 3 Node 0, zone Normal 145048 131183 76864 38454 20405 11854 5149 1143 96 3 1 ``` ## 参考 * [Drop Caches](https://linux-mm.org/Drop_Caches) * [Documentation for /proc/sys/vm/\* kernel version 2.6.29](https://www.kernel.org/doc/Documentation/sysctl/vm.txt)