Linux 中的“大内存页”(hugepage)是个什么?

学习 Linux 中的大内存页hugepage。理解什么是“大内存页”,如何进行配置,如何查看当前状态以及如何禁用它。

本文中我们会详细介绍大内存页huge page,让你能够回答:Linux 中的“大内存页”是什么?在 RHEL6、RHEL7、Ubuntu 等 Linux 中,如何启用/禁用“大内存页”?如何查看“大内存页”的当前值?

首先让我们从“大内存页”的基础知识开始讲起。

Linux 中的“大内存页”是个什么玩意?

“大内存页”有助于 Linux 系统进行虚拟内存管理。顾名思义,除了标准的 4KB 大小的页面外,它们还能帮助管理内存中的巨大的页面。使用“大内存页”,你最大可以定义 1GB 的页面大小。

在系统启动期间,你能用“大内存页”为应用程序预留一部分内存。这部分内存,即被“大内存页”占用的这些存储器永远不会被交换出内存。它会一直保留其中,除非你修改了配置。这会极大地提高像 Oracle 数据库这样的需要海量内存的应用程序的性能。

为什么使用“大内存页”?

在虚拟内存管理中,内核维护一个将虚拟内存地址映射到物理地址的表,对于每个页面操作,内核都需要加载相关的映射。如果你的内存页很小,那么你需要加载的页就会很多,导致内核会加载更多的映射表。而这会降低性能。

使用“大内存页”,意味着所需要的页变少了。从而大大减少由内核加载的映射表的数量。这提高了内核级别的性能最终有利于应用程序的性能。

简而言之,通过启用“大内存页”,系统具只需要处理较少的页面映射表,从而减少访问/维护它们的开销!

如何配置“大内存页”?

运行下面命令来查看当前“大内存页”的详细内容。

从上面输出可以看到,每个页的大小为 2MB(Hugepagesize),并且系统中目前有 0 个“大内存页”(HugePages_Total)。这里“大内存页”的大小可以从 2MB 增加到 1GB

运行下面的脚本可以知道系统当前需要多少个巨大页。该脚本取之于 Oracle。

将它以 hugepages_settings.sh 为名保存到 /tmp 中,然后运行之:

你的输出类似如上结果,只是数字会有一些出入。

这意味着,你系统需要 124 个每个 2MB 的“大内存页”!若你设置页面大小为 4MB,则结果就变成了 62。你明白了吧?

配置内核中的“大内存页”

本文最后一部分内容是配置上面提到的 内核参数 ,然后重新加载。将下面内容添加到 /etc/sysctl.conf 中,然后输入 sysctl -p 命令重新加载配置。

注意我们这里多加了两个额外的页,因为我们希望在实际需要的页面数量之外多一些额外的空闲页。

现在,内核已经配置好了,但是要让应用能够使用这些“大内存页”还需要提高内存的使用阀值。新的内存阀值应该为 126 个页 x 每个页 2 MB = 252 MB,也就是 258048 KB。

你需要编辑 /etc/security/limits.conf 中的如下配置:

某些情况下,这些设置是在指定应用的文件中配置的,比如 Oracle DB 就是在 /etc/security/limits.d/99-grid-oracle-limits.conf 中配置的。

这就完成了!你可能还需要重启应用来让应用来使用这些新的巨大页。

(LCTT 译注:此外原文有误,“透明大内存页”和“大内存页”不同,而且,在 Redhat 系统中,“大内存页” 不是默认启用的,而“透明大内存页”是启用的。因此这个段落删除了。)

 

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