事情是这样的,线上一个服务,启动后 RSS 随任务数增加而持续上升,但是过了业务高峰期后,任务数已经下降,RSS 却没有下降,而是维持在高位水平。
那内存到底被谁持有了呢?为了定位问题,我把进程的各项 Go runtime 内存指标,以及进程的 RSS 等指标持续采集下来,并以时间维度绘制成了折线图:
内存折线图
图中的指标,VMS 和 RSS 是任何 linux 进程都有的。Sys、HeapSys、HeapAlloc、HeapInuse、HeapReleased、HeapIdle 是 go runtime 记录的内存情况。
- VMS 和 RSS 的含义可以看这篇: 《[译] linux 内存管理 之 RSS 和 VSZ 的区别》[1]
- Go runtime 中的指标含义可以看这篇: 《Go pprof 内存指标含义备忘录》[2]
简单来说,RSS 可以认为是进程实际占用内存的大小,也是一个进程外在表现最重要的内存指标。HeapReleased 是 Go 进程归还给操作系统的内存。在 《如何分析 golang 程序的内存使用情况》[3] 这篇老文章中,实验了随着垃圾回收,HeapReleased 上升,RSS 下降的过程。
但是这次的案例,从图中可以看到,HeapReleased 上升,RSS 却从来没有下降过。。
我们来具体分析。(以下我就不重复解释各指标的含义了,对照着看上面那两篇文章就好)
首先从业务的任务数来说,从启动时间03-13 17:47:17开始,是持续增长的,到22:17:17之后开始下降,再到03-14 16:17:27之后,又开始上升。之后就是循环反复。这是业务上实际内存需求的特点。
- VMS 和 RSS 的整体波形一致,维持在一定差值,符合预期。
- Sys 和 RSS 几乎重叠,说明确实是 Go 代码使用的内存,符合预期。
- HeapSys 和 Sys 的波形一致,维持在一个比较小的差值,说明大部分内存都是堆内存,符合预期。
- HeapInuse 和 HeapAlloc 是持续震荡的,波形一致,维持在一定差值,业务高峰期时上升,低峰期下降,符合预期。
- HeapIdle 在首次高峰前震荡上升,之后一直和 HeapInuse 的波形相反,说明起到了缓存的作用,符合预期。
- HeapIdle 和 HeapReleased 波形一致,符合预期。
那么回到最初的问题,为什么 HeapReleased 上升,RSS 没有下降呢?
这是因为 Go 底层用 mmap[4] 申请的内存,会用 madvise[5] 释放内存。具体见go/src/ runtime /mem_linux.go的代码。
madvise 将某段内存标记为不再使用时,有两种方式MADV_DONTNEED和MADV_FREE(通过标志参数传入):
- MADV_DONTNEED标记过的内存如果再次使用,会触发缺页中断
- MADV_FREE标记过的内存,内核会等到内存紧张时才会释放。在释放之前,这块内存依然可以复用。这个特性从linux 4.5版本内核开始支持
显然,MADV_FREE是一种用空间换时间的优化。
- 在Go 1.12之前,linux 平台下 Go runtime 中的sysUnsed使用madvise(MADV_DONTNEED)
- 在Go 1.12之后,在MADV_FREE可用时会优先使用MADV_FREE
具体见
Go 1.12之后,提供了一种方式强制回退使用MADV_DONTNEED的方式,在执行程序前添加GODEBUG=madvdontneed=1。具体见
ok,知道了 RSS 不释放的原因,回到我们自己的问题上,做个总结。
事实上,我们案例中,进程对执行环境的资源是独占的,也就是说机器只有这一个核心业务进程,内存主要就是给它用的。
所以我们知道了不是自己写的上层业务错误持有了内存,而是底层做的优化,我们开心的用就好。
另一方面,我们应该通过 HeapInuse 等指标的震荡情况,以及 GC 的耗时,来观察上层业务是否申请、释放堆内存太频繁了,是否有必要对上层业务做优化,比如减少堆内存,添加 内存池 等。
好,这篇先写到这,最近还有两个线上实际业务的内存案例,也用到了上面的 pprofplus[6] 画图分析,有空再写文章分享。
参考资料
[1]
《[译] linux 内存管理之 RSS 和 VSZ 的区别》:
[2]
《Go pprof 内存指标含义备忘录》:
[3]
《如何分析 golang 程序的内存使用情况》:
[4]
mmap:
[5]
madvise:
[6]
pprofplus: