Git server出现cache大回收分析

实例

git server是一个io密集型的服务，当cache量很大的时候，cache会全部一次释放，导致那么一瞬间，IO read压力很大，因为，用户的大量请求，需要重新从磁盘读到内存，但是这个时刻，CPU的使用率也只有28%，可见，CPU的使用率虽然低，但是IO已经到达瓶颈，如果，kernel管理内存方式中有没有一种机制，可以控制cache释放多少？比如他们现在一下子cache释放150G，有什么参数可以修改一下，cache一次只回收50G，我想可以很大程度上改善这个问题，如果没有这个机制，也许只有扩容了。。。。

min

从上文中，可以看出min的值，决定了low的值，和high的值；其计算关系就是：

 watermark[min] = min_free_kbytes换算为page单位即可，假设为min_free_pages。（因为是每个zone各有一套watermark参数，实际计算效果是根据各个zone大小所占内存总大小的比例，而算出来的per zone min_free_pages）
 watermark[low] = watermark[min] * 5 / 4
 watermark[high] = watermark[min] * 3 / 2

修改min_free_kbytes的值在这里：

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#cat /proc/sys/vm/min_free_kbytes
3145728

/proc/zoneinfo 文件中的单位是page，page的大小是4KB

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#cat /proc/zoneinfo  | grep min
        min      63
        min      7139
        min      779229

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#echo "3145728/4" |bc
786432

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#echo "63+7139+779229" |bc
786431

如上，计算出来，/proc/sys/vm/min_free_kbytes 的值和zoneinfo中的值是基本一致的！！

如下，计算min的值，居然只有2GB这让我很疑惑！！！

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#echo "(63+7139+779229)*4/1024/1024" |bc
2

low

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#cat /proc/zoneinfo  | grep low
        low      78
        low      8923
        low      974036

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#echo "78+8923+974036" |bc
983037

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#echo "(78+8923+974036)*4/1024/1024" |bc
3

high

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#cat /proc/zoneinfo  | grep high
        high     94
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
              high:  0
        high     10708
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
        high     1168843
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186
              high:  186

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#cat /proc/zoneinfo  | grep high | grep -v :
        high     94
        high     10708
        high     1168843

[root@muahao_host /home/ahao.mah]
#echo "(1168843+10708+94)*4/1024/1024" |bc
4

下图是我一直很疑惑的地方！为什么会在free只剩下5G的时候开始回收？ 按道理应该到low值的时候开始使用kswapd回收呀，那么这里的low值应该是3G呀？看tsar的图，应该还没有到low值就回收了，唯一可能的原因也许是，不是kswapd回收的，而是，用户请求的内存过大，直接触发了direct claim可能，但是，果direct claim的话，是不是就不关系 high water mark了？也许只有这样才能解释的通！！！

Q1: 这个里的回收是swapd呢？还是direct claim呢？
A： 这里我看像是direct claim，因为，还没有大low值，回收就开始了；

Q2: 如果是direct claim,kernel这个机制会回收那么多？还遵循水位吗？直接从140G到12G是不是有点不科学？
A: 经过和同事的讨论，他认为direct claim回收，其实也不是一次全部回收，只要满足kernel的内存请求，也就会适可而止了，那么该如何解释我这里的140G到12G这么大力度的回收呢？原因也许只有一个，内存碎片化太严重！！而你请求的又是很大的连续的地址，第一次释放了一些cache，发现没有，即使释放50G cache可能都不行，关键是，释放的内存地址都不连续啊，有个毛用！！ 如果你请求order是3，那么就是8个连续的page，一个page 是4KB，那么这么长的连续的地址，在内存中是很少的，你可以通过看/proc/buddyinfo来看，内存的碎片程度！！

看buddyinfo的时候，我们就看 Normal，碎片很严重的时候，可能就后面几个数字都是0；

#cat /proc/buddyinfo
Node 0, zone      DMA      1      1      0      0      2      1      1      0      1      1      3
Node 0, zone    DMA32    190    202    132    186    539    712    463    230     77     51     65
Node 0, zone   Normal  13000  21608  30616   8586   8695   8090   2093   2123    410    119      1

回头再看看我的问题，我从140G掉到5G，是在5分钟内完成，/03/17-02:15 到10/03/17-10:55 经历了大概8个小时，cache从5G涨到140G，140G继续持续跑了几天后，不知道在什么时候，某一个瞬间，从140G瞬间跌倒5G，这个现象更像是，内存碎片很严重，到某个时间点，来了一些连续内存请求，导致，cache大量回收！！！想找到根本原因，可以部署扁鹊，或者用sysdig去查看到底执行了什么函数，在那个时间点