4.Linux性能诊断 --- Linux工作流程内存管理
Linux工作流程 : 1.POST加电自检2.加载BIOS, BIOS 加载 CMOS , 取得硬件信息和自我检测,取得第一个可启动设备3.读取第一个启动设备内 MBR(MasterBoot Record,主引导分区) 的 Boot Loader4.Boot Loader(主引导程序,识别操作系统的文件格式，决定装载哪个内核)5.加载内核,内核检测硬件和加载驱动程序6.内核驱动成功后，调取 init 进程，init 取得 run-level 信息7.init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 准备软件执行的环境, /etc/inittab8.init 执行 run-level 的各个服务的启动9.init 执行 /etc/rc.d/rc.local 文件10.init 执行终端模拟程序mingetty启动login进程，等待用户登录有2种方式查看内核引导和运行诊断信息：1.查看内核系统日志文件，/var/log/kern.log2.执行dmesg 命令内核初始化的顺序如下：1.检查cpu2.检查内存3.发现设备总线4.发现设备5.辅助内核子系统启动6.挂载根目录7.用户空间启动文件 /proc/cmdline 记录了内核启动参数查看运行级别：
who -r //run-level 3 2017-11-27 18:00用户空间启动顺序：1.init2.必要的底层服务，如 :udevd 和 syslog3.网络配置4.中高层服务，如 cron, printing5.登录提示，图形界面以及其他高层次应用天字第一号进程：init(initialization 的缩写)是Unix和类Unix系统中用来产生其他所有进程的程序。它也守护进程的方式存在，其进程号为1.Linux系统开机时加载Linux内核后，便由Linux内核加载init程序，由init程序完成剩余的开机过程，比如加载运行级别，加载服务，引导shell/图形化界面等等。在Linux发行版中，init有3种主要的实现形式：1.System V init : 传统的System V init 存在一个启动序列，同一时间只能启动一个任务，在这种架构下，很容易解决依赖问题，但性能方面要受到一些影响。2.systemd : 所有主流Linux发行版中标准的initSystemd is goal oriented : 针对System V init 的不足，systemd 所有的服务都并发启动。systemd 基于目标的，需要定义要实现的目标，以及它的依赖项。systemd 将所有的过程都抽象为一个配置单元，即unit。可以认为一个服务是一个配置单元，一个挂载点是一个配置单元。3.Upstart : UbuntuUpstart 是基于事件的，Upstart的事件驱动模型允许它以异步方式对生成的事件作出回应。内存管理：内存是计算机中与cpu进行沟通的桥梁，用于暂时存放cpu中的运算数据。在早期的Unix系统中，fork启动新进程的时候，由于父进程往子进程复制内存信息需要消耗一定的时间，因此启动多个进程存在性能瓶颈。现在的Linux内核则通过'写时复制'等机制提高了创建进程的效率；也正是因为如此，关于Linux内存分配，计算，空闲判断有一些特别需要注意的地方。内存异常：out of memory(OOM) killer最常见的内存管理异常就是 Out of memory 问题。通常是因为某个应用程序大量请求内存导致系统内存不足造成的，触发内核里的Out of memory killer， OOM killer 会杀掉某个进程以释放内存给系统内核用。它实际上是一种保护机制，不至于让系统立即崩溃。内核检测到内存利用不足，就会选择杀掉某个 'bad'进程。如何判断和选择一个'bad'进程呢？算法和思路非常简单：最bad的那个及承诺函就是占用内存最多的进程。我的内存利用率为什么特别高？1.内存利用率(概括)：free2.内核利用率(进程)：top内存空闲率 = (total - used)/total '真实的'内存空闲率 = (free + shared + buffers + cached)/total 按照用户，内存可以划分为 '内核内存'和'用户内存'(用户进程及磁盘高速缓存)，包括内核本身在内，程序在访问物理内存时，并不直接指定物理地址，而是指定逻辑地址。cpu上搭载的硬件MMU(memory management unit)会参照物理--逻辑地址对应关系表实现对映射后物理地址上的数据访问。Linux内存的分类:用户内存的分类有2组概念比较重要：匿名内存和file-backed 内存；active 和 inactive。它们的区别如下：1.匿名内存：用来存储用户进程计算过程中间的数据，与物理磁盘的文件没有关系2.file-backed内存：用作磁盘高速缓存，其物理内存与磁盘上的文件是对应的3.active:刚刚被使用过的数据的内存空间4.inactive:包含有长时间未被使用过的数据的内存空间shmem(shared memory) 指的就是 tmpfs 所使用的内存---一个机遇内存的文件系统，提供可以接近于零延迟的快速存储区域。Linux可以将空闲内存用于缓冲，并且在应用程序需要的时候回收。'/ + buffers/cache' : 提供了关于内存利用率更加准确的数值。buffers:buffer cache，用于块设备IOcached : page cache,用于文件系统Linux内存的计算：各类内存的计算公式如下：shmem = 磁盘高速缓存(buffers/cached) - File-backed内存(file) = 匿名内存(anon) - AnonPages 用户内存 = Active(file) + inactive(file) + active(anon) +inactive(anon) + unevictable = buffers + cached + AnonPages内核内存 = Memtotal - (MemFree + Active + Inactive + unevictable)Linux 进程的内存：执行 'ps aux' 后输出的各个进程的RSS(resident set size),表示进程占用内存的大小，单位是kb。需要注意的是，RSS值实际上是基于 pmap命令，表示'该进程正在使用的物理内存的总和'。pmap提供了进程的内存映射，也可以支持多个额进程的内存状态显示。与 ldd 命令类似，pmap 命令可以查看到程序调用的路径。如果查看一个已经运行，但是又不知道路径的程序，使用pmap更快捷。/proc/PID/status 支持的选项有：1.VmData: data 段大小2.VmExe: text 段大小3.VmLib ： 共享库的使用量4.VmRSS : 物理内存的使用量5.VmSwap : 交换空间的使用量
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