Android内存管理机制之一：low memory killer

（1）Android是一个多任务系统，也就是说可以同时运行多个程序，这个大家应该很熟悉。一般来说，启动运行一个程序是有一定的时间开销的，因 此为了加快运行速度，当你退出一个程序时，Android并不会立即杀掉它，这样下次再运行该程序时，可以很快的启动。随着系统中保留的程序越来越多，内 存肯定会出现不足，这个时候Android系统开始挥舞屠刀杀程序。这里就有一个很明显的问题，杀谁？

（2）Android系统中杀程序 的这个刽子手被称作"LowMemory Killer"，它是在Linux内核中实现的。这里它实现了一个机制，由程序的重要性来决定杀谁。通俗来说，谁不干活，先杀谁。Android将程序的 重要性分成以下几类，按照重要性依次降低的顺序：

名称	oom_adj	解释
FOREGROUD_APP	0	前台程序，可以理解为你正在使用的程序
VISIBLE_APP	1	用户可见的程序
SECONDARY_SERVER	2	后台服务，比如说QQ会在后台运行服务
HOME_APP	4	HOME，就是主界面
HIDDEN_APP	7	被隐藏的程序
CONTENT_PROVIDER	14	内容提供者，
EMPTY_APP	15	空程序，既不提供服务，也不提供内容

其中每个程序都会有一个oom_adj值，这个值越小，程序越重要，被杀的可能性越低。

（3）除了上述程序重要性分类之外，Android系统还维护着另外一张表，这张表是一个对应关系，以N1为例：

oom_adj	内存警戒值( 以4K为单位）
0	1536
1	2048
2	4096
7	5120
14	5632
15	6144

这个表是定义了一个对应关系，每一个警戒值对应了一个重要性值，当系统的可用内存低于某个警戒值时，就杀掉所有大于该警戒值对应的重要性值的程序。 比如说，当可用内存小于6144 * 4K = 24MB时，开始杀所有的EMPTY_APP，当可用内存小于5632 * 4K = 22MB时，开始杀所有
的CONTENT_PROVIDER和EMPTY_APP。


(4) alter minfree改的是什么呢，上面这张对应表是由两个文件组成的：
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj和/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree。

alter minfreee就是修改/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree这个文件的，举例来说，如果把最后一项改为32 * 1024，那么当可用内存小于128MB是，就开始杀所有的EMPTY_APP。

Android Low Memory Killer介绍
基本原理：

Android的Low Memory Killer是在标准linux kernel的OOM基础上修改而来的一种内存管理机制，当系统内存不足时，杀死Bad进程释放其内存。Bad进程的选择标准有两个：oom_adj和占用内存的大小。oom_adj代表进程的优先级，数值越大，优先级越高，对应每个oom_adj都有一个空闲内存的阈值。Android Kernel每隔一段时间会检查当前空闲内存是否低于某个阈值，如果是，则杀死oom_adj最大的Bad进程，如果有两个以上Bad进程oom_adj相同，则杀死其中占用内存最多的进程。  

Low Memory Killer与OOM的区别

OOM即Out of Memory是标准linux Kernel的一种内存管理机制，Low Memory Killer在它基础上作了改进：

OOM基于多个标准给每个进程打分，分最高的进程将被杀死；Low MemoryKiller则用oom_adj和占用内存的大小来选择Bad进程，OOM在内存分配不足时调用，而Low Memory Killer每隔一段时间就会检查，一旦发现空闲内存低于某个阈值，则杀死Bad进程。

Low Memory Killer的实现

Low Memory Killer的源代码在drivers/staging/Android/lowmemorykiller.c中，它是通过注册Cache Shrinker来实现的。Cache Shrinker是标准linux kernel回收内存页面的一种机制，它由内核线程kswapd监控，当空闲内存页面不足时，kswapd会调用注册的Shrinker回调函数，来回收内存页面。

Low Memory Killer是在模块初始化时注册Cache Shrinker的，代码如下：

static int__init lowmem_init(void)

{

register_shrinker(&lowmem_shrinker);//注册Cache Shrinker

return 0;

}

lowmem_shrinker的定义如下：

static struct shrinker lowmem_shrinker=

{

.shrink=lowmem_shrink,

.seeks=DEFAULT_SEEKS*16

};

register_shrinker会将lowmem_shrink加入Shrinker List中，被kswapd在遍历Shrinker List时调用，而Low Memory Killer的功能就是在lowmem_shrink中实现的。

lowmem_shrink用两个数组作为选择Bad进程的依据，这两个数组的定义如下：

static int lowmem_adj[6]=

{

0,

1,

6,

12,

};

static int lowmem_adj_size=4;

static size_t lowmem_minfree[6]={

3*512,//6MB

2*1024,//8MB

4*1024,//16MB

16*1024,//64MB

};

lowmem_minfree保存空闲内存的阈值，单位是一个页面4K，lowmem_adj保存每个阈值对应的优先级。lowmem_shrink首先计算当前空闲内存的大小，如果小于某个阈值，则以该阈值对应的优先级为基准，遍历各个进程，计算每个进程占用内存的大小，找出优先级大于基准优先级的进程，在这些进程中选择优先级最大的杀死，如果优先级相同，则选择占用内存最多的进程。

lowmem_shrink杀死进程的方法是向进程发送一个不可以忽略或阻塞的SIGKILL信号：

force_sig(SIGKILL,selected);



用户接口

设置空闲内存阈值的接口：/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree，设置对应优先级的接口：/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj，设置各个进程优先级的接口：/proc/<进程pid>/oom_adj。

Android启动时读取的配置文件/init.rc中定义了相应的属性供AP使用并有设置这些参数：

#killed by the kernel.These are used in

ActivityManagerService.

setprop ro.FOREGROUND_APP_ADJ 0

setprop ro.VISIBLE_APP_ADJ 1

setprop ro.SECONDARY_SERVER_ADJ 2

setprop ro.BACKUP_APP_ADJ 2

setprop ro.HOME_APP_ADJ 4

setprop ro.HIDDEN_APP_MIN_ADJ 7

setprop ro.CONTENT_PROVIDER_ADJ 14

setprop ro.EMPTY_APP_ADJ 15

#Define the memory thresholds at which the above process

classes will

#be killed.These numbers are in pages(4k).

setprop ro.FOREGROUND_APP_MEM 1536

setprop ro.VISIBLE_APP_MEM 2048

setprop ro.SECONDARY_SERVER_MEM 4096

setprop ro.BACKUP_APP_MEM 4096

setprop ro.HOME_APP_MEM 4096

setprop ro.HIDDEN_APP_MEM 5120

setprop ro.CONTENT_PROVIDER_MEM 5632

setprop ro.EMPTY_APP_MEM 6144

#Write value must be consistent with the above properties.

#Note that the driver only supports 6 slots,so we have HOME_APP

at the

#same memory level as services.

write/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj

0,1,2,7,14,15

write/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree

1536,2048,4096,5120,5632,6144

#Set init its forked children's oom_adj.

write/proc/1/oom_adj-16

从以上设置可以看出，将init进程oom_adj设置为-16，从而保证init进程永远不会被杀掉