varnish服务器在内存大量富余时使用交换空间的原因及解决方法

在varnish机器上发现一个比较奇怪的现象。在可用内存还有3G左右，系统已经开始使用交换空间，也就是说有数据在内存与硬盘之间换进换出了。在当前的流量下，这个对整体性能的影响虽不大。但这个问题有必要彻底查一下。以避免在高负载下可能的问题。

硬件
机器使用Dell r710，两颗CPU，每个CPU上配了8G内存，一共是16G内存。给varnish进程分配了10G。

虚虚内存相关的参数

vm.swappiness = 0

经过一段时间的苦思，我觉得这可能跟NUMA内存分配与访问模式有关。下面是对应的探索过程。

NUMA内存布局及使用情况：

[root@lion ~]# numactl --hardware
available: 2 nodes (0-1)
node 0 size: 8080 MB  (Node0总内存)
node 0 free: 3326 MB  (Node0空闲内存)
node 1 size: 8054 MB  (Node1总内存)
node 1 free: 171 MB   (Node1空闲内存)
node distances:
node   0   1
  0:  10  20
  1:  20  10

从上面可以看出，两个node的内存分配不均衡。虽然node0上还有将近3G的空闲内存，但node1只有171M空间内存，这样在node1内，仍然会将部分数据交换到硬盘上。这也是系统使用交换空间的原因。

这种分配不均衡，我直觉跟varnish有关，下面先找到varnish的进程号：

[root@lion ~]# ps auwx | grep varnish
root      1758  0.0  0.0 118016  1212 ?        Ss   Apr28   0:00 /usr/sbin/varnishd -P /var/run/varnish.pid -a :80 -f /etc/varnish/default.vcl -T 127.0.0.1:6082 -t 120 -w 1,1000,120 -u varnish -g varnish -S /etc/varnish/secret -s file,/var/lib/varnish/varnish_storage.bin,10G -p first_byte_timeout 600 -p between_bytes_timeout 600
varnish   1760  2.5 67.6 11740556 11112408 ?   Sl   Apr28 550:00 /usr/sbin/varnishd -P /var/run/varnish.pid -a :80 -f /etc/varnish/default.vcl -T 127.0.0.1:6082 -t 120 -w 1,1000,120 -u varnish -g varnish -S /etc/varnish/secret -s file,/var/lib/varnish/varnish_storage.bin,10G -p first_byte_timeout 600 -p between_bytes_timeout 600

再看varnish的内存map情况：

[root@lion ~]# cat /proc/1760/numa_maps
00400000 default file=/usr/sbin/varnishd mapped=65 mapmax=2 N0=48 N1=17
00658000 default file=/usr/sbin/varnishd anon=3 dirty=3 N0=3
0065b000 default anon=2 dirty=2 mapmax=2 N0=2
0085a000 default file=/usr/sbin/varnishd mapped=2 mapmax=2 N0=2
2aaaab800000 default file=/var/lib/varnish/varnish_storage.bin dirty=54 mapped=2621440 N0=830743 N1=1790697

2aaaab800000         对应内存区域的起始虚拟内存地址
default              对应内存区域的NUMA内存分布策略，如果没有指定，缺省采用default策略。
anon=3               分配了多少匿名页
mapped=2621440       分配了多个页
dirty=54             有多少脏页，即内容被程序修改过
N0=830743            在Node0上分配了多少页
N1=1790697           在Node1上分配了多少页         

从上面对varnish_storage.bin的映射情况看出，Node0上有83万左右的页，而Node1上有179万左右的页，两边很不均衡。

那应该怎么样才能将两个node的内存使用变得均衡呢。

首先，linux在NUMA方面的策略在控制到进程粒度，可以设置某个进程的NUMA分配策略，子进程缺省是继承父进程的分配策略。通过运行numactl命令起动进程，新起动的进程将按numactl中指定的参数修改NUMA方面的策略。

看一下numactl命令的参数：

[root@lion ~]# numactl --help
numactl: unrecognized option `--help'
usage: numactl [--interleave=nodes] [--preferred=node]
               [--physcpubind=cpus] [--cpunodebind=nodes]
               [--membind=nodes] [--localalloc] command args ...
       numactl [--show]
       numactl [--hardware]
       numactl [--length length] [--offset offset] [--mode shmmode] [--strict]
               --shm shmkeyfile | --file tmpfsfile | --shmid id
               [--huge] [--touch]
               memory policy
memory policy is --interleave, --preferred, --membind, --localalloc
nodes is a comma delimited list of node numbers or A-B ranges or none/all.
cpus is a comma delimited list of cpu numbers or A-B ranges or all
all ranges can be inverted with !
the old --cpubind argument is deprecated.
use --cpunodebind or --physcpubind instead
length can have g (GB), m (MB) or k (KB) suffixes

比较重要参数有：
--localalloc          在进程所运行的CPU对应的node上分配内存，这是缺省的方式。
--interleave=nodes    以round-robin在方式在多个node上进行node分配。一个进程即使只在一个CPU上运行，也需要跨CPU进行内存访问
--physcpubind=cpus    将进程绑定在对应的CPU上
--cpunodebind=nodes   将进程绑定在对应的nodes上

这样，需要修改varnish的起动脚本，/etc/init.d/varnish

#exec="/usr/sbin/varnishd"
exec="/usr/bin/numactl --interleave all /usr/sbin/varnishd"

这个varnish运行后，所使用的内存将均匀地从两个node上进行分配。

 注：以上内容摘自于互联网。