Linux 中的“大内存页”（hugepage）是个什么

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。root@kerneltalks # grep Huge /proc/meminfo
AnonHugePages: 0 kB
HugePages_Total: 0
HugePages_Free: 0
HugePages_Rsvd: 0
HugePages_Surp: 0
Hugepagesize: 2048 kB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。#!/bin/bash

hugepages_settings.sh

Linux bash script to compute values for the

recommended HugePages/HugeTLB configuration

Note: This script does calculation for all shared memory

segments available when the script is run, no matter it

is an Oracle RDBMS shared memory segment or not.

Check for the kernel version

KERN=uname -r | awk -F. '{ printf("%d.%d\n",$1,$2); }'

Find out the HugePage size

HPG_SZ=grep Hugepagesize /proc/meminfo | awk {'print $2'}

Start from 1 pages to be on the safe side and guarantee 1 free HugePage

NUM_PG=1

Cumulative number of pages required to handle the running shared memory segments

for SEG_BYTES in ipcs -m | awk {'print $5'} | grep "[0-9][0-9]*"
do
MIN_PG=echo "$SEG_BYTES/($HPG_SZ*1024)" | bc -q
if [ $MIN_PG -gt 0 ]; then

  NUM_PG=`echo "$NUM_PG+$MIN_PG+1" | bc -q`

fi
done

Finish with results

case $KERN in
'2.4') HUGETLB_POOL=echo "$NUM_PG*$HPG_SZ/1024" | bc -q;

      echo "Recommended setting: vm.hugetlb_pool = $HUGETLB_POOL" ;;

'2.6' | '3.8' | '3.10' | '4.1' ) echo "Recommended setting: vm.nr_hugepages = $NUM_PG" ;;

*) echo "Unrecognized kernel version $KERN. Exiting." ;;

esac

End

将它以 hugepages_settings.sh 为名保存到 /tmp 中，然后运行之：root@kerneltalks # sh /tmp/hugepages_settings.sh
Recommended setting: vm.nr_hugepages = 124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。vm.nr_hugepages=126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：soft memlock 258048hard memlock 258048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。）
参考链接：
Understanding hugepages in Linux