文章目錄

• • 前言
  • 問題原因：
  • • 為什么出現這么大的值？
    • 為什么會發生 swap free 大于 swap total 的現象?
  • 解決方案：
  • 實踐：
  • • 1. 啟用交換分區
    • 2. 增加交換分區使用頻率
    • 3. 編寫一個內存代碼 `munch.c`
    • 4. 編譯
    • 5. 執行
    • 6. 查看內存
    • 7. 修改交換分區使用頻率
  • 總結：
  • 錯誤：
  • 參考：

前言

今天發現有臺服務swap分區數據顯示異常，使用free -g 命令查看內存使用情況，swap 的 used 遠遠超過 swap total 的值, free 的值也大于 total, 如下所示:

[root@dx-selk00 ~]# free -gtotal used free shared buffers cached Mem: 125 125 0 0 0 40 -/+ buffers/cache: 83 42 Swap: 0 1717986918 3

可以看到交換分區使用明顯是不正常的，并且使用swapon/swapoff 命令也并不能解決問題！

使用swapon -a

使用swapoff -a

可以看到使用swapon/swapoff 命令也并不能解決問題！

問題原因：

為什么出現這么大的值？

通過查看 free 命令的源代碼說明: https://github.com/mmalecki/procps/

free.c 文件關于 swap 信息的代碼:

22 #define S(X) ( ((unsigned long long)(X) << 10) >> shift) ... ... 38 int shift = 10; ... ... 100 printf( 101 "%-7s %10Lu %10Lu %10Lu\n", "Swap:", 102 S(kb_swap_total), 103 S(kb_swap_used), 104 S(kb_swap_free) 105 );

追蹤 kb_swap_used 到 proc/sysinfo.c 文件的代碼:

41 #define MEMINFO_FILE "/proc/meminfo" ... 589 FILE_TO_BUF(MEMINFO_FILE,meminfo_fd); ... 621 kb_swap_used = kb_swap_total - kb_swap_free; 622 kb_main_used = kb_main_total - kb_main_free;

從代碼來看 free 命令是通過讀取 /proc/meminfo 的信息來顯示內存及 swap 的使用, 通過 free -m 函數可以看到 free 大于 total 的總量, 在這里的話 X 即為負數 -2752, 在宏定義函數 S 中, 將 X 強制轉換為64位的無符號整形, 表達式 (unsigned long long) (X) 等效于 2^64 - 2752 , 計算出結果后左移 10 位再右移 10(shift 值) 位, 得出結果 18014398509479232.

為什么會發生 swap free 大于 swap total 的現象?

在 kernel-2.6.32-573.7.1 版本之前, 函數 get_swap_page 在加鎖的過程中去掉了自旋鎖 swap_lock, 這可能會引起 nr_swap_pages 檢測異常使得 /proc/meminfo 記錄失效的 swapfree 數值, 由此可能引起 swapfree 大于 swaptotal 的現象. 詳見: RHBA-2015-1827.html bug 說明

• A previous change in the get_swap_page() locking removed the use of the
  swap_lock spinlock. This could cause nr_swap_pages corruption and invalid
  SwapFree information in the /proc/meminfo file, where the size of SwapFree could
  exceed the size of SwapTotal. This update uses an atomic variable for
  nr_swap_pages, and the size of SwapFree in /proc/meminfo is now correct.
  (BZ#1259362)

解決方案：

上述問題的原因在于 kernel 方面的 bug 而引起, 所以要永久杜絕該現象可以升級內核到 2.6.32-573.7.1 版本, 重啟后即可生效; 如果不升級 kernel 的話, 只是簡單的 swapoff/swapon 是不能讓結果正常顯示的, 因為 swap 的使用未見變化。

• 臨時解決方案： 重啟
• 永久解決方案：升級內核
• 占用部分 swap 空間就可以使 free 顯示正常

由于這臺服務器上部署的服務比較多，切服務比較重要，索引重啟機器和升級內核的方案不能使用。于是選擇使用第三種方案：

實踐：

1. 啟用交換分區

因為我們需要占用部分 swap 空間，所以第一步打開交換分區。

swapon -a

2. 增加交換分區使用頻率

增加交換分區的使用頻繁，這樣使我們的內存程序能夠更好的使用交換分區的空間。

echo 60 > /proc/sys/vm/swappiness

3. 編寫一個內存代碼 munch.c

代碼的功能是會盡可能多地占用內存，或者達到指定的限制

vim /tmp/munch.c

代碼內容如下：

#include <stdlib.h> #include <stdio.h> #include <string.h>int main(int argc, char** argv) {int max = -1;int mb = 0;char* buffer;if(argc > 1)max = atoi(argv[1]);while((buffer=malloc(1024*1024)) != NULL && mb != max) {memset(buffer, 0, 1024*1024);mb++;printf("Allocated %d MB\n", mb);}return 0; }

4. 編譯

編譯c程序

gcc munch.c -o munch

5. 執行

./munch 或者./munch 60000

這塊根據自己的服務器配置來寫，我這里讓程序去占用60G內存，這樣可能用到swap 分區。

6. 查看內存

這里建議開啟兩個終端窗口，一個用來執行代碼，一個用來查看內存情況。

free -g

可以看到swap分區已經顯示正常了。

7. 修改交換分區使用頻率

echo 1 > /proc/sys/vm/swappiness

這里有個注意點，當swap分區顯示正常后，如果我們再次關閉交換分區，那個這個異常問題還是會復現，所以在這里就不關閉交換分區了，只是調小交換分區的使用頻繁。

總結：

在內存急速被占盡的情況下, 由于舊版本 kernel 的函數處理可能會引起該問題的發生, 進而造成 /proc/meminfo 數據信息的異常, 最后導致 free 命令的錯誤. 如果要杜絕該現象, 需要將 kernel 升級到 kernel-2.6.32-573.7.1 版本. 另外也應該盡量避免運行急速消耗內存的進程.

錯誤：

問題一：
在編譯c程序時，報gcc commands not found。

出現以上問題的原因是系統沒有安裝gcc編譯器所以需要安裝，可以使用yum源進行安裝；

yum -y install gcc+ gcc-c++

參考：

• https://blog.arstercz.com/free-%E5%91%BD%E4%BB%A4%E6%98%BE%E7%A4%BA-swap-%E4%BF%A1%E6%81%AF%E5%BC%82%E5%B8%B8%E5%A4%84%E7%90%86/
• https://www.linuxatemyram.com/play.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【linux】free 命令显示 swap 信息异常处理的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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