Ускорить выделение памяти

Вопрос или проблема

brk
brk
brk
brk
....
sched_yield
sched_yield
brk
....

Ответ или решение

Ускорение выделения памяти в CentOS 7

Введение

Системы с высокой производительностью, особенно те, которые выполняют сложные математические вычисления, требуют оптимизации использования ресурсов, включая память. Ваша ситуация, когда первоначальное выделение памяти проходит быстро, но время выделения значительно увеличивается после нескольких часов работы сервера, является распространённой проблемой. В данной статье мы рассмотрим возможные пути ускорения выделения памяти на серверах с CentOS 7.

Проблема выделения памяти

В вашем случае наблюдается существенное замедление операций выделения памяти после длительной работы сервера. Логи strace, содержащие множество вызовов brk и sched_yield, указывают на проблему с управлением памятью. Это может быть вызвано несколькими причинами:

1. Фрагментация памяти: С течением времени, когда приложения используют и освобождают память, она может фрагментироваться. В итоге, для выделения нового блока памяти может потребоваться больше времени, поскольку свободные блоки могут быть слишком малы для удовлетворения запросов.

2. Нагрузка на процессор: Частые вызовы sched_yield могут указывать на высокую конкуренцию за процессорные ресурсы, что замедляет выполнение запросов на выделение памяти.

3. Настройки системы: Хотя вы указали, что vm.swappiness равен 1 и своп не используется, другие параметры системы могут влиять на производительность выделения памяти.

Рекомендации по оптимизации

1. Мониторинг ресурсов: Используйте инструменты мониторинга, такие как top, htop, или vmstat, чтобы отслеживать использование памяти, нагрузку на процессор и другие системные ресурсы. Обратите внимание на процессы, которые занимают много CPU или памяти.

2. Настройки конфигурации ядра:

   • Тюнинг параметров памяти: Попробуйте поэкспериментировать с параметрами, такими как overcommit_memory и overcommit_ratio. Эти параметры позволяют системе по-разному управлять выделением памяти.

     echo 2 > /proc/sys/vm/overcommit_memory
     echo 80 > /proc/sys/vm/overcommit_ratio

   • Настройка vm.min_free_kbytes: Увеличьте значение vm.min_free_kbytes, чтобы избежать ситуации, когда система может исчерпать свободную память.

3. Управление фрагментацией памяти:

   • Регулярно перезапускайте приложения, чтобы устранить эффекты фрагментации. Если это возможно без порчи данных, это может значительно ускорить выделение памяти.
   • Обдумайте возможность использования более оптимизированных алгоритмов для работы с памятью, таких как jemalloc или tcmalloc, которые могут лучше управлять фрагментацией.

4. Оптимизация кода приложения:

   • Проверьте алгоритмы выделения и освобождения памяти в вашем коде. Убедитесь, что время жизни объектов корректно управляется и память освобождается своевременно.
   • Возможно, стоит рассмотреть использование пула памяти, чтобы избежать частых вызовов malloc и free.

5. Увеличение аппаратных ресурсов:

   • Если ваши вычисления требуют больше памяти, чем доступно, рассмотрите возможность увеличения объема оперативной памяти или использование серверов с параллельной обработкой.

Заключение

Оптимизация выделения памяти требует комплексного подхода, включающего как настройки системы, так и пересмотр архитектуры ваших приложений. Начните с мониторинга и анализа, затем примените соответствующие настройки и методы управления памятью. Это поможет снизить время выделения памяти и повысить общую производительность ваших приложений в CentOS 7.