作者: 大圓那些事 | 文章可以轉載，請以超鏈接形式標明文章原始出處和作者信息

網址: http://www.rzrgm.cn/panfeng412/archive/2013/12/17/drop-caches-under-linux-system-2.html

前一篇文章里已經描述了具體遇到的問題及一些解決方法。但是還有些疑問點沒有搞清楚，進一步學習了Linux系統下內存的分配使用機制，這里有兩個資料講的比較全面：

Where is the memory going? Memory waste under Linux

Where is the memory going?Memory usage in the 2.6 kernel

以下記錄的是進一步排查的進展情況。

更深層次的原因

前一篇文章里排查到Linux系統中有大量的dentry_cache占用內存，為什么會有如此多的dentry_cache呢？

1. 首先，弄清楚dentry_cache的概念及作用：目錄項高速緩存，是Linux為了提高目錄項對象的處理效率而設計的；它記錄了目錄項到inode的映射關系。因此，當應用程序發起stat系統調用時，就會創建對應的dentry_cache項（更進一步，如果每次stat的文件都是不存在的文件，那么總是會有大量新的dentry_cache項被創建）。

2. 當前服務器是storm集群的節點，首先想到了storm相關的工作進程，strace一下storm的worker進程發現其中有非常頻繁的stat系統調用發生，而且stat的文件總是新的文件名：

sudo strace -fp <pid> -e trace=stat

3. 進一步觀察到storm的worker進程會在本地目錄下頻繁的創建、打開、關閉、刪除心跳文件，每秒鐘一個新的文件名：

sudo strace -fp <pid> -e trace=open,stat,close,unlink

以上就是系統中為何有如此多的dentry_cache的原因所在。

一個奇怪的現象

通過觀察/proc/meminfo發現，slab內存分為兩部分：

SReclaimable // 可回收的slab
SUnreclaim // 不可回收的slab

當時服務器的現狀是：slab部分占用的內存，大部分顯示的都是SReclaimable，也就是說可以被回收的。

但是通過slabtop觀察到slab內存中最主要的部分（dentry_cache）的OBJS幾乎都是ACTIVE的，顯示100%處于被使用狀態。

  OBJS ACTIVE  USE OBJ SIZE  SLABS OBJ/SLAB CACHE SIZE NAME                   
13926348 13926348 100%    0.21K 773686       18   3494744K dentry_cache
334040 262056  78%    0.09K   8351       40     33404K buffer_head
151040 150537  99%    0.74K  30208        5    120832K ext3_inode_cache

為什么顯示可回收的，但是又處于ACTIVE狀態呢？求Linux內核達人看到后熱心解釋下：（

會不會由于是ACTIVE狀態，導致dcache沒有被自動回收釋放掉呢？

讓系統自動回收dcache

上一小節，我們已經提到，服務器上大部分的slab內存是SReclaimable可回收狀態的，那么，我們能不能交給操作系統讓他在某個時機自動觸發回收操作呢？答案是肯定的。

查了一些關于Linux dcache的相關資料，發現操作系統會在到了內存臨界閾值后，觸發kswapd內核進程工作才進行釋放，這個閾值的計算方法如下：

1. 首先，grep low /proc/zoneinfo，得到如下結果：

        low      1
        low      380
        low      12067

2. 將以上3列加起來，乘以4KB，就是這個閾值，通過這個方法計算后發現當前服務器的回收閾值只有48MB，因此很難看到這一現象，實際中可能等不到回收，操作系統就會hang住沒響應了。

3. 可以通過以下方法調大這個閾值：將vm.extra_free_kbytes設置為vm.min_free_kbytes和一樣大，則/proc/zoneinfo中對應的low閾值就會增大一倍，同時high閾值也會隨之增長，以此類推。

$ sudo sysctl -a | grep free_kbytes       
vm.min_free_kbytes = 39847
vm.extra_free_kbytes = 0
$ sudo sysctl -w vm.extra_free_kbytes=836787  ######1GB

 4. 舉個例子，當low閾值被設置為1GB的時候，當系統free的內存小于1GB時，觀察到kswapd進程開始工作（進程狀態從Sleeping變為Running），同時dcache開始被系統回收，直到系統free的內存介于low閾值和high閾值之間，停止回收。