皮皮网

1.怎样分析linux的源码性能指标
2.Kswapd 源码解析
3.高性能BPF内存分析工具解析
4.深入理解Linux内核内存回收逻辑和算法(LRU)
5.浅解Linux内核中NUMA机制（图例解析）

怎样分析linux的性能指标

       LR

       监控

       UNIX/Linux

       系统方法

       一、准备工作：

       1.

       可以通过两种方法验证服务器上是源码否配置

       rstatd

       守护程序：

       ①使用

       rup

       命令，它用于报告计算机的源码各种统计信息，其中就包括

       rstatd

       的源码配置信息。使用命

       令

       rup

       ...,源码

       此处

       ...

       是要监视的

       linux/Unix

       服务器的

       IP

       ，如果该命令返回相关的源码erp源码开发

       统计信息。则表示已经配置并且激活了

       rstatd

       守护进程；若未返回有意义的源码统计信息，或者出现一

       条错误报告，源码则表示

       rstatd

       守护进程尚未被配置或有问题。源码

       ②使用

       find

       命令

       #find / -name rpc.rstatd,源码

       该命令用于查找系统中是否存在

       rpc.rstatd

       文件，如果没有，源码说明系统没

       有安装

       rstatd

       守护程序。源码

       2

       ．

       linux

       需要下载

       3

       个包：

       （

       1

       ）

       rpc.rstatd-4.0.1.tar.gz

       （

       2

       ）

       rsh-0.-.i.rpm

       （

       3

       ）

       rsh-server-0.-.i.rpm

       3

       ．下载并安装

       rstatd

       如果服务器上没有安装

       rstatd

       程序（一般来说

       LINUX

       都没有安装）

       ，源码需要下载一个包才有这个服

       务

       ,源码

       包

       名

       字

       是

       rpc.rstatd-4.0.1.tar.gz.

       这

       是

       一

       个

       源

       码

       ,

       需

       要

       编

       译

       ,

       下

       载

       并

       安

       装

       rstatd

       （

       可

       以

       在

       municate with the portmapper on host '...'.

       RPC: RPC call failed.

       RPC-TCP: recv()/recvfrom() failed.

       RPC-TCP: Timeout reached. (entry point: CFactory::Initialize). [MsgId: MMSG-]

       检查原因，发现是源码

       Linux

       系统中的防火墙开启了并且阻挡了

       LoadRunner

       监控

       Linux

       系统的资源，

       因此要将防火墙关闭。

       关闭防火墙：

       [root@localhost ~]# /etc/init.d/iptables stop;

       三、监控

       UNIX

       lr

       监控

       UNIX

       UNIX

       先启动一

       rstatd

       服务

       以下是在

       IBM AIX

       系统中启动

       rstatd

       服务的方法：

       1

       ．使用

       telnet

       以

       root

       用户的身份登录入

       AIX

       系统

       2

       ．在命令行提示符下输入：

       vi /etc/inetd.conf

       3

       ．查找

       rstatd

       ，找到

       #rstatd

       sunrpc_udp

       udp

       wait

       root /usr/sbin/rpc.rstatd rstatd 1-3

       4

       、将

       #

       去掉

       5

       、

       :wq

       保存修改结果

       6

       、命令提示符下输入：

       refresh

       –

       s inetd

       重新启动服务。

       这样使用

       loadrunner

       就可以监视

       AIX

       系统的性能情况了。

       注：在

       HP UNIX

       系统上编辑完

       inetd.conf

       后，副指标源码公式重启

       inetd

       服务需要输入

       inetd -c

       UNIX

       上也可以用

       rup

       命令查看

       rstatd

       程序是否被配置并激活

       若

       rstatd

       程序已经运行，

       重启时，

       先查看进程

       ps -ef |grep inet

       然后杀掉进程，

       再

       refresh

       –

       s inetd

       进行重启。

Kswapd 源码解析

       kswapd是Linux内核中的一个内存回收线程，主要用于内存不足时回收内存。初始化函数为kswapd_init，内核为每个节点分配一个kswapd进程。每个节点的pg_data_t结构体中维护四个成员变量，用于管理kswapd线程。

       在初始化后，每个节点的kswapd线程进入睡眠状态。唤醒时机主要在被动唤醒和主动唤醒两种场景：被动唤醒是内存分配进程唤醒并完成异步内存回收后，对节点内存环境进行平衡度检查，若平衡则线程短暂休眠ms后主动唤醒。主动唤醒是内存回收策略调用kswapd，对节点进行异步内存回收，让节点达到平衡状态。

       内存回收包括快速和直接两种方式，但系统周期性调用kswapd线程平衡不满足要求的节点，因为有些任务内存分配不允许阻塞或激活I/O访问，回收内存相当于亡羊补牢，系统利用空闲时间进行内存回收是源码天下草原亲子必要的。

       kswapd线程通过module_init(kswapd_init)创建，一般处于睡眠状态等待被唤醒，当系统内存紧张时，会唤醒kswapd线程，调整不平衡节点至平衡状态。

       kswapd函数包含alloc_order、reclaim_order和classzone_idx三个变量，用于控制线程执行流程。kswapd_try_to_sleep函数判断是否睡眠并让出CPU控制权，同时是线程唤醒的入口。balance_pgdat函数是实际内存回收操作，涉及内存分配失败后唤醒kswapd线程，调用此函数对指定节点进行异步内存回收。

       kswapd_shrink_node函数通过shrink_node对低于sc->reclaim_idx的非平衡zone区域进行回收。

       总结kswapd执行流程，其生命周期与Linux操作系统相似，平时处于睡眠状态让出CPU控制权。在内存紧张时被唤醒，有被动唤醒和周期性主动唤醒两种时机。被动唤醒发生在内存分配任务获取不到内存时，表明系统内存环境紧张，主动唤醒则是内存回收策略的执行。线程周期性唤醒在被动唤醒后的alexa唤醒源码大全短暂时间内，原因在于系统内存环境紧张，需要在这段时间内进行内存回收。

高性能BPF内存分析工具解析

       Linux内核与CPU处理器协同工作，将虚拟内存映射到物理内存，以提升效率。内存管理通过创建内存映射的页组来实现，每页大小根据处理器实际情况设定，通常为4 KB。内核从页空闲列表分配物理内存页，优化分配策略以提高效率。分配器如slab分配器从空闲列表使用内存。

       典型的内存页面管理过程包括申请、分配、存储和释放。繁忙应用中，用户层内存分配频繁，指令执行和MMU查找大量发生，对内存管理构成挑战。系统通过定期激活kswapd，检查空闲与活跃页面，释放内存以应对内存压力。kswapd协调后台页面召回，降低性能影响，炒股器源码复制但可能引起CPU和磁盘I/O竞争。当内存回收受限，分配将被阻塞，并同步等待内存释放。内核shrinker函数触发直接回收，释放内存，减少缓存占用。

       内存不足时，swap设备提供解决方案，允许进程继续分配内存，将不常用页面交换至swap，但会导致性能下降。关键系统倾向于避免使用swap，以防止内存不足导致进程被杀。内存不足情况下，oom killer作为内存释放的最后手段，通过规则选择牺牲进程。通过调整系统和进程配置，优化内存管理。

       随着内存碎片化加剧，内核启动页面压缩与移动，释放连续内存空间。Linux文件系统利用空闲内存缓存数据，通过调整参数vm.swappiness，系统可以选择从文件缓存或swap释放内存。传统性能工具提供内存使用统计，但分析内存使用情况需要更深入理解，如page fault率、库分配等。BPF工具如kmem、kpages、slabratetop、numamove，以及oomkill和memleak，通过更高效、性能损耗更低的方式进行内存分析。

       BPF相关工具提供内存分析能力，包括跟踪内存分配与释放事件、检测内存泄漏等。oomkill用于监控并打印oom killer事件详细信息，memleak跟踪内存分配与释放，辅助内存问题诊断。BPF工具为内存管理提供强大支持，结合源代码分析，可有效识别并解决内存问题。

深入理解Linux内核内存回收逻辑和算法(LRU)

       在Linux内存管理中，LRU链表策略扮演着核心角色。操作系统通过active链表和inactive链表来跟踪内存页面的活跃程度，活跃页面在链表的前端，不活跃页面则位于后端。当页面被访问，活跃页面PG_active位会被置位，而PG_referenced位记录页面最近是否被访问。若长时间未被访问，PG_referenced位会被清除，进而可能从active链表转移到inactive链表。

       struct zone中包含这些链表的关键字段，用于在活跃和不活跃页面之间移动。Linux通过PG_active和PG_referenced标志判断页面状态，避免过度依赖单一标志导致的活跃状态误判。Linux 2.6版本中，这两个标志在特定条件下协同工作，如页面频繁访问则从inactive链表移到active链表，反之则可能被清除。

       页面移动的关键操作由函数如mark_page_accessed(), page_referenced(), activate_page()和shrink_active_list()执行。为减少锁竞争，Linux引入LRU缓存，通过pagevec结构批量管理页面，当缓存满时，页面才会一次性添加到链表中。

       PFRA处理多种来源的页面，涉及free_more_memory()和try_to_free_pages()等函数。页面回收分为内存不足触发和后台进程kswapd定期操作，前者通过try_to_free_pages()检查并回收最不常用的页面，后者则通过balance_pgdat()调用shrink_zone()和shrink_slab()进行回收。

       shrink_zone()的核心功能是将活跃页面移至不活跃链表，并回收不活跃链表中的页面。shrink_slab()则针对磁盘缓存页面的回收，通过shrinker函数进行处理。这些函数的源代码实现细节丰富，涉及内存分配和回收的复杂逻辑。

浅解Linux内核中NUMA机制（图例解析）

       传统的SMP（对称多处理器）系统中，CPU数目增加会导致系统总线瓶颈问题，限制可扩展性。NUMA技术通过结合SMP系统的易编程性和MPP（大规模并行）系统的易扩展性，有效解决了SMP系统的可扩展性问题，成为高性能服务器主流架构。基于NUMA架构的服务器如HP Superdome、IBM x等。

       NUMA系统由多个结点通过高速互连网络组成，每个结点包含一组CPU和本地内存。全系统内存分布于各个结点，不同结点间访问延迟不同。操作系统需感知硬件拓扑结构，优化访问策略。IA Linux中NUMA架构的物理拓扑描述通过ACPI实现。

       Linux中使用Node、Zone和页三级结构描述物理内存。Node通过struct pg_data_t结构表示，每个结点维护在pgdat_list列表中。Zone表示内存的一段区域，用于跟踪页框使用、空闲区域和锁等信息。当内存压力大时，kswapd被唤醒进行页交换。每个zone有三个阈值，用于跟踪内存压力，指导kswapd工作。

       NUMA调度器将进程分配至本地内存附近的处理器，优化性能。Linux 2.4内核调度器扩展至2.5时，加入多队列调度器O(1)，并开发结点亲和的NUMA调度器。初始负载平衡在任务创建时进行，动态负载平衡在各结点内实现。CpuMemSets技术允许应用与CPU和内存绑定，充分发挥NUMA系统本地访存优势。

       SGI Origin ccNUMA系统实现CpuMemSets，优化性能。Linux NUMA项目实现类似功能，适用于SGI Altix 服务器。cpumemmap和cpumemset结构提供应用CPU和内存亲和关系映射，内核在指定CPU调度任务，并分配指定结点内存。硬分区与软分区技术相比，软分区允许更灵活的CPU和内存控制。

       测试验证Linux NUMA系统的性能和效率。在SGI Altix 系统中，通过Presta MPI测试包和NASA的NPB测试，结果显示系统具有高访存和计算性能。更多Linux内核源码高阶知识，可通过开发交流Q群获取，群内提供免费技术分享和资源。加入前名，额外赠送价值的内核资料包。