LowMemoryKiller机制分析

如题所述

第1个回答  2022-06-26

Linux系统当可用内存较低的时候oom killer机制会根据一定的规则去杀掉一些进程来释放内存,而Android系统的LowMemoryKiller机制就是以此功能为基础做了一些调整。Android系统中的APP在使用完成之后并不会马上被杀掉,而是驻留在内存中,当下一次在此进入此应用的时候可以省去进程创建的过程,加快启动速度。LowMemoryKiller机制会在内存资源紧张的时候,杀掉一些进程来回收内存。

LowMemoryKiller机制分为三个部分

Framework中的ProcessList和Native的lmkd进程通过Socket进行进程间通信,而lmkd和内核中的LowMemoryKiller通过writeFileString向文件节点写内容方法进行通信。

Framework层通过一定的规则调整进程的adj的值和内存空间阀值,然后通过socket发送给lmkd进程,lmkd两种处理方式, 一种将阀值写入文件节点发送给内核的LowMemoryKiller,由内核进行杀进程处理,另一种是lmkd通过cgroup监控内存使用情况,自行计算杀掉进程。

lmkd是一个native进程,由init进程启动,定义在/system/core/lmkd/lmkd.rc中

在lmkd.rc中,启动了lmkd进程,并创建了一个名为lmkd的socket的描述符,用于socket进程间通信。lmkd启动后首先执行main方法。

main方法首先设置了当前进程的调度规则,然后执行了init方法和mainLoop方法。

lmkd的init方法中做的工作

我们先分析内核实现的LowMemoryKiller进程查杀机制, 然后再分析lmkd实现的机制。两者最终的结果都是在内存紧张的时候杀死一些进程来释放内存, 但是实现机制去不太一样。

init执行初始化完成之后, 进入mainloop方法,循环等待epoll事件的上报,init的时候epoll监听的socket连接, 当有socket连接的时候就会调用ctrl_connect_handler方法。

监听到socket连接, 我们知道此时连接lmkd的socket客户端就是framework,当有连接到来的时候accept方法返回连接的socketFD, 然后将连接的socketFD同样加入epoll中, 当socketFD中有可读消息,即framework给lmkd发送消息的时候,epoll唤醒然后会掉ctrl_data_handler方法来处理。

Framework和lmkd进程通过socket来进行进程间通信,在lmkd初始化的时候,通过监听socket描述符lmkd来等待Framework发送的消息。
Framework向lmkd发送命令相关的方法有三个。

上面的三种情况Framework最终是通过socket向lmkd发送了三种消息。

lmkd接收命令处理逻辑

lmkd通过epoll监听socket中是否有数据, 当接受的framework发送的socket命令之后,调用ctrl_cmmand_handler方法处理,显示解析socket中的命令和参数,根据对于的命令来调用不同的方法处理。

对于进程查杀有两种实现方式,一种是内核的LMK,通过shrinker来触发低内存回收, 另一种是lmkd通过cgroup监控内存使用情况,自行计算杀掉进程。两种实现不太一样,需要逐个分析。

设置内存阀值和adj的值就是将从framework收到的数据封装成字符串,通过writefilestring写入到两个文件节点,以供内核LMK使用。
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/minfree : 内存级别限额
/sys/module/lowmemorykiller/parameters/adj :内存级别限额对应的要杀掉的进程的adj值.

由于使用内核LMK, 所以调整进程优先级直接将优先级写入对应进程的oom_adj_score文件即可。

移除进程的时候不需要做任何操作

在linux中,有一个名为kswapd的内核线程,当linux回收存放分页的时候,kswapd线程将会遍历一张shrinker链表,并执行回调,或者某个app启动,发现可用内存不足时,则内核会阻塞请求分配内存的进程分配内存的过程,并在该进程中去执行lowmemorykiller来释放内存。虽然之前没有接触过,大体的理解就是向系统注册了这个shrinker回调函数之后,当系统空闲内存页面不足时会调用这个回调函数。 struct shrinker的定义在linux/kernel/include/linux/shrinker.h中:
内核LowMemoryKiller shrinker的注册过程如下:

注册完成之后, 在内存紧张的时候就会回调shrinker, 其中最主要的是lowmem_scan方法。具体实现如下:

内核LMK的原理很简单:首先注册了shrinker,在内存紧张的时候会触发lowmem_scan方法,这个方法要做的就是找打一个进程,然后杀掉他,释放一些内存。

内核LMK的实现逻辑已经分析完了

lmkd实现内存查实的方式是基于 cgroup memory 来实现的。
什么是cgroup memory?
Cgroup的memory子系统,即memory cgroup(本文以下简称memcg),提供了对系统中一组进程的内存行为的管理,从而对整个系统中对内存有不用需求的进程或应用程序区分管理,实现更有效的资源利用和隔离。

cgroup memory相关的文件

简单的了解了下cgroup的原理,再来看lmkd的init方法

先了解下memory pressure_level的用法

init_mp_common方法严格的按照pressure_level的用法,注册了pressure_level的事件回调, pressure_level分为三个等级

当内存达到相应的等级,就会回调mp_event_common方法, 由mp_event_common方法来处理。

lmkd内存查杀原理:

进程查杀的两种实现方式原理类似,都是注册是的回调,当内存紧张的时候根据剩余内存的adj来查杀大于该adj的内存。内核shrinker方式是只有内存紧张的时候才会去释放,而cgroup方式控制更加精细, 根据不同等级来触发内存回收。

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